5 BAB II DASAR TEORI 2.1 Motor Sinkron Tiga Fasa Motor sinkron

BAB II
DASAR TEORI
2.1
Motor Sinkron Tiga Fasa
Motor sinkron tiga fasa adalah motor listrik arus bolak-balik (AC) yang
putaran rotornya sinkron/serempak dengan kecepatan medan putar statornya. Motor
ini beroperasi pada sumber tegangan tiga fasa yang dihubungkan dengan kumparan
jangkar di stator. Selain mendapat suplai tegangan tiga fasa, motor sinkron juga
mendapat arus eksitasi/arus medan dari sumber arus searah (DC) pada kumparan
medan di rotornya.
Motor sinkron pada pengoperasiannya tidak dapat melakukan start awal
(self starting). Oleh karena itu, motor sinkron tiga fasa membutuhkan penggerak
mula (prime mover) untuk memutar rotor sampai pada kecepatan putar sinkronnya.
Perubahan beban pada motor sinkron tidak mempengaruhi kecepatan
putarnya, karena ketika motor bekerja, medan magnet pada rotor akan selalu terikat
atau terkopel secara magnetis dengan medan putar statornya, sehingga rotor akan
dipaksa terus berputar pada kecepatan sinkronnya. Sehingga motor sinkron
biasanya digunakan pada sistem operasi yang membutuhkan kecepatan konstan
pada beban yang berubah-ubah. Namun apabila beban yang diberikan sudah
melewati batas kemampuan dari motor maka motor akan melepas kecepatan
sinkronnya dan berhenti berputar.
Keuntungan lain dari motor sinkron adalah tidak hanya dapat bekerja pada
faktor daya terbelakang (lagging) seperti motor induksi, namun juga dapat bekerja
dengan faktor daya unity bahkan dengan faktor daya mendahului (leading).
Sehingga motor sinkron dapat berperan untuk memperbaiki faktor daya sistem.
5
Universitas Sumatera Utara
2.2
Konstruksi Motor Sinkron Tiga Fasa
Pada prinsipnya, konstruksi motor sinkron sama dengan generator sinkron.
Secara umum, konstruksi motor sinkron tiga fasa terdiri dari stator (bagian yang
diam) dan rotor (bagian yang bergerak). Keduanya merupakan rangkaian magnetik
yang berbentuk simetris dan silindris.
Gambar 2. 1 Konstruksi Motor Sinkron
2.2.1 Stator
Secara umum stator terdiri dari kerangka stator, inti stator, belitan dan slot.
1.
Rangka Stator
Rangka stator berfungsi sebagai tempat melekatnya stamping
jangkar dan kumparan jangkar. Pada rangka stator terdapat lubang
pendingin dimana udara dan gas pendingin disirkulasikan. Rangka stator
biasanya dibuat dari dari besi campuran baja atau plat baja giling yang
6
Universitas Sumatera Utara
dibentuk sedemikian rupa sehingga diperoleh rangka yang sesuai dengan
kebutuhan.
2.
Inti Stator
Inti stator melekat pada rangka stator dimana inti ini terbuat dari
laminasi-laminasi besi khusus atau campuran baja. Hal ini diperbuat untuk
memperkecil rugi arus Eddy. Tiap laminasi diberi isolasi dan diantaranya
dibentuk celah sebagai tempat aliran udara.
3.
Slot
Slot adalah tempat konduktor berada yang letaknya pada bagian
dalam sepanjang keliling stator. Bentuk slot ada 3 yaitu Slot Terbuka, Slot
Setengah Terbuka,dan Slot Tertutup.
2.2.2 Rotor
Sebagai tempat belitan penguat yang membentuk kemagnetan listrik kutub
Utara-Selatan pada inti rotor. Ada 2 macam bentuk rotor, yaitu :
1.
Rotor kutub menonjol (Salient Pole Rotor)
Rotor tipe ini mempunyai kutub yang jumlahnya banyak. Kumparan
dibelitkan pada tangkai kutub, dimana kutub-kutub diberi laminasi untuk
mengurangi panas yang ditimbulkan oleh arus Eddy, kumparan-kumparan
medannya terdiri dari bilah tembaga persegi. Kutub menonjol ditandai
dengan rotor berdiameter besar dan panjang sumbunya pendek.
2.
Rotor silinder (Non-Salient Pole Rotor)
Rotor tipe ini dibuat dari plat baja berbentuk silinder yang
mempunyai sejumlah slot sebagai tempat kumparan. Karena adanya slotslot dan juga kumparan medan yang terletak pada rotor maka jumlah kutub
7
Universitas Sumatera Utara
pun sedikit yang dapat dibuat. Rotor ini biasanya berdiameter kecil dan
sumbunya sangat panjang. Konstruksi ini memberikan keseimbangan
mekanis yang lebih baik karena rugi-rugi anginnya lebih kecil
dibandingkan rotor kutub menonjol (salient pole rotor).
2.3
Prinsip Kerja Motor Sinkron Tiga Fasa
Pada motor sinkron tiga fasa terdapat 2 sumber tegangan dari luar yaitu arus
bolak-balik (AC) yang dialirkan kebelitan jangkar dan arus searah (DC) yang
dialirkan kebelitan medannya. Perputaran rotor diakibatkan karena adanya kopel
magnetik antar medan magnet rotor dengan medan putar stator.
Apabila tegangan tiga fasa dihubungkan ke kumparan jangkar atau stator
akan menghasilkan arus tiga fasa yang mengalir pada kumparan stator tersebut. Jika
arus tiga fasa (yang berbentuk sinusoidal murni atau saling berbeda sudut 1200
listrik) mengalir pada kumparan stator motor sinkron tiga fasa, maka akan
menghasilkan intensitas medan magnet (HS) yang juga saling berbeda sudut 1200
listrik. Karena kumparan stator mempunyai permeabilitas (µ), maka akan
menghasilkan intensitas medan magnet sebesar Bs = µ.Hs
Hal inilah yang disebut dengan medan putar yang timbul pada stator.
Timbulnya medan putar pada stator ini dapat dijelaskan melalui Gambar 2.2
berikut.
8
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2. 2 Kumparan a-a, b-b, c-c
Gambar 2. 3 Distribusi ia, ib, ic sebagai fungsi waktu
(b)
(a)
(d)
(c)
9
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2. 4 Arah Fluks Secara Vektoris
Saat tegangan tiga fasa dihubungkan ke kumparan a-a, b-b, c-c (Gambar
2.2) dengan beda fasa masing-masing 1200. Maka akan timbul 3 buah arus
sinusoidal (Ia, Ib, Ic) yang terdistribusi berdasarkan fungsi waktu seperti terlihat pada
(Gambar 2.3). Secara vektoris, pada keadaan t1, t2, t3, t4, arah fluks resultan yang
ditimbulkan oleh kumparan tersebut masing-masing ditunjukkan seperti pada
(Gambar 2.4). Pada saat t1, arah fluks resultannya sama dengan arah fluks yang
dihasilkan kumparan a-a (Gambar 2.4a). Pada saat t2, arah fluks resultannya sama
dengan arah fluks yang dihasilkan kumparan b-b (Gambar 2.4b). Pada saat t3, arah
fluks resultannya sama dengan arah fluks yang dihasilkan kumparan c-c (Gambar
2.4c). Pada saat t4, arah fluks resultannya berlawanan arah dengan arah fluks yang
dihasilkan kumparan a-a (Gambar 2.2d). 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 If motor dan menghasilkan medan magnet BR. Karena 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 BR akan mendapat tarikan dari
kutub medan putar stator dan akan selalu menempel dan mengikuti putaran BS
dengan kecepatan yang sama atau sinkron. Interaksi antar kedua medan magnet
tersebut akan menghasilkan kopel yang dinyatakan sebagai :
Tind = k.BR x B.........................................................................................(pers 2.1)
Tind = k.BR.BS.Sin δ..................................................................................(pers 2.2)
10
Universitas Sumatera Utara
Dan hubungannya dengan diagram medan magnetnya ditunjukkan pada
gambar 2.5 berikut.
Gambar 2. 5 Diagram medan magnet motor sinkron
Keterangan :
BS
= Medan magnet stator
BR
= Medan magnet rotor
Bnet
= Resultan medan magnet stator dan rotor
Sehingga didapat :
Bnet ≈ Vph
Karena
BS = Bnet - BR
; BR ≈ EA
; BS ≈ j.Xs.IA
Maka dengan mensubstitusikan persamaan (2.2) ke persamaan (2.1), maka akan
diperoleh :
Tind = k . BR(Bnet – BR) Sin β
Tind = k . BR . Bnet . Sin β – k . BR . BR Sin β  BR.BR=0
Sehingga persamaan kopel induksinya dapat dituliskan :
Tind = k . BR . Bnet . Sin β (N.m)........................................(pers 2.3)
dimana : k
= Konstanta
BR
= Medan magnet rotor
Bnet
= Resultan medan magnet rotor dan medan magnet stator
β
= Sudut kopel
11
Universitas Sumatera Utara
Pada beban nol, sumbu kutub medan berhimpit dengan sumbu kutub
kumparan medan (β = 0). Setiap penambahan beban membuat medan rotor
tertinggal sebentar dari medan stator, terbentuk sudut kopel (β), untuk kemudian
berputar dengan kecepatan sama lagi (sinkron). Penambahan beban lebih lanjut
mengakibatkan hilangnya kekuatan kopel dan motor disebut kehilangan
sinkronisasi.
Gambar 2. 6 Kedudukan kutub rotor terhadap kutub khayal pada saat
motor berbeban
2.4
Rangkaian Ekivalen Motor Sinkron
Rangkaian ekuivalen motor sinkron adalah sama halnya dengan generator
sinkron, kecuali untuk arah aliran dayanya dimana arah aliran daya pada motor
sinkron terbalik dengan arah daya pada generator sinkron. Karena arah aliran daya
ini terbalik, maka arah arus yang mengalir ke stator motor juga akan terbalik.
Dengan demikian, rangkaian ekuivalen motor sinkron adalah sama dengan
rangkaian ekuivalen generator sinkron, kecuali bahwa referensi arah IA dibalik.
Rangkaian ekuivalennya diperlihatkan pada gambar (2.7) dan rangkaian per
12
Universitas Sumatera Utara
fasanya ditunjukkan pada gambar (2.8). Rangkaian ekuivalen tiga fasa biasa dalam
bentuk hubungan Y atau hubungan Delta (∆).
Karena perubahan arah IA ini, maka persamaan tegangan menurut hukum
Kirchoff untuk rangkaian ekuivalennya juga akan berubah. Jadi persamaan hukum
Kirchoff untuk tegangannya untuk rangkaian ekuivalen yang baru adalah :
ℎ=
+ .
.
+
.
....................................(pers 2.4)
Jadi persamaan ini sama dengan persamaan generator sinkron, kecuali tanda untuk
arusnya adalah terbalik.
Gambar 2. 7 Rangkaian ekuivalen motor sinkron 3 fasa
13
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2. 8 Rangkaian ekuivalen motor sinkron per fasanya
Dari persamaan umum motor sinkron yang dituliskan di dalam persamaan
(2.3) dapat digambarkan diagram fasor motor sinkron seperti ditunjukkan pada
gambar (2.9) sebagai berikut :
Gambar 2. 9 Diagram Fasor Motor Sinkron Dengan Faktor Daya Unity
Keterangan :
EA
= Tegangan Jangkar (GGL lawan)
IA
= Arus Jangkar
Vph
= Tegangan Terminal
XS
= Reaktansi Sinkron Motor
δ
= Sudut Kopel
Dalam hal ini motor dianggap beroperasi dengan faktor daya satu (unity).
Namun dalam operasi motor sinkron, motor dapat beroperasi dengan faktor daya
mendahului (leading) dan tertinggal (lagging) selain dengan faktor daya unity.
14
Universitas Sumatera Utara
Diagram fasor motor sinkron denga faktor daya mendahului (leading) dan
tertinggal (lagging) ditunjukkan seperti pada gambar (2.10) dan gambar (2.11).
Gambar 2. 10 Diagram Fasor Motor Sinkron Dengan Faktor Daya Leading
Gambar 2. 11 Diagram Fasor Motor Sinkron Dengan Faktor Daya Lagging
Namun pada kenyataannya, saat motor sinkron dibebani tanpa pengaturan
arus medan, motor sinkron akan beroperasi dengan faktor daya tertinggal (lagging)
dan diagram fasornya seperti yang ditunjukkan pada gambar (2.11). Oleh karena
itu, untuk menganalisis motor sinkron digunakan diagram fasor motor sinkron
dengan faktor daya tertinggal (lagging).
Dari diagram fasor motor sinkron didapat daya mekanik (Pmek) motor
sinkron menurut persamaan berikut :
=
.
......................................................(pers 2.5)
15
Universitas Sumatera Utara
Untuk motor sinkron tiga fasa maka persamaan daya mekanik (Pmek) menjadi:
= 3.
.
...................................................(pers 2.6)
Karena tahanan jangkar (RA) motor sinkron biasanya kecil, maka tahanan
jangkar ini biasanya diabaikan. Bila tahanan jangkar (RA) diabaikan (RA<<XS)
maka diagram fasornya menjadi seperti yang ditunjukkan pada ….
Gambar 2. 12 Diagram Fasor Yang Disederhanakan Dengan RA Diabaikan
Dari diagram fasor yang ditunjukkan pada
ℎ.
δ = Xa. Ia ...................................(pers 2.7)
Maka diperoleh,
.
=
..............................................(pers 2.8)
Jika persamaan (2.10) disubstitusikan ke persamaan (2.5), maka diperoleh :
=
2.5
.
.
.
..........................................(pers 2.9)
Metode Starting Motor Sinkron
Sesuai dengan prinsip kerjanya, motor sinkron tidak dapat melakukan start
sendiri (self starting). Motor sinkron harus diputar terlebih dahulu sampai pada
putaran sinkronnya. Hal ini dilakukan oleh penggerak mula (prime mover).
Biasanya, motor induksi atau motor DC mengambil peranan sebagai penggerak
16
Universitas Sumatera Utara
mula tersebut. Tetapi penggunaan penggerak mula dalam start motor sinkron sangat
tidak praktis. Maka untuk start motor sinkron dapat dilakukan dengan cara lain.
Saat ini ada tiga pendekatan utama yang dapat dilakukan untuk menjalankan
motor sinkron dengan aman, yaitu :
1.
Menggunakan penggerak mula (prime mover) untuk memutar motor
sinkron sampai pada kecepatan sinkronnya
2.
Mereduksi putaran dengan mengatur medan stator ke harga yang
cukup rendah sampai rotor berputar (mengurangi frekuensi)
3.
Menggunakan kumparan peredam (Amortisseur Winding).
2.5.1 Starting Dengan Penggerak Mula
Pada metode start motor sinkron dengan penggerak mula, motor sinkron
dikopel dengan penggerak mula (prime mover), selanjutnya penggerak mula akan
memutar rotor motor sinkron sampai mencapai putaran sinkronnya. Selanjutnya
motor sinkron tersebut diparalelkan dengan jala-jala dan bekerja sebagai generator.
Setelah hal ini dicapai, penggerak mula dilepas dari poros motor. Ketika penggerak
mula dilepas dari poros motor, poros motor akan berputar perlahan (putarannya
menurun) sehingga medan magnet rotor (BR) akan tertinggal dibelakang Bnet dan
mesin akan start beraksi sebagai motor. Saat paralelnya sudah komplit, maka motor
sudah dapat dibebani.
2.5.2 Starting Dengan Mereduksi Frekuensi
Cepatnya perputaran medan putar stator juga turut menyebabkan motor
sinkron tidak dapat melakukan start sendiri (self starting). Perputaran medan
magnet stator setiap menitnya adalah :
17
Universitas Sumatera Utara
Ns =
...................................................(pers 2.10)
Dimana :
f
= frekuensi tegangan terminal motor (Hz)
p
= jumlah kutub motor
Ns
= perputaran medan magnet stator (rpm)
Cepatnya perputaran medan magnet stator ini membuat tidak mungkinnya
terjadi interaksi tarik-menarik dan tolak-menolak antara kutub medan magnet stator
dengan kutub medan magnet rotor yang diam.
Pada metode start dengan mereduksi frekuensi ini, pada saat start, motor
disuplai dengan frekuensi yang rendah sehingga kecepatan putaran medan putar
stator juga rendah. Hal ini akan membuat terjadinya interaksi tarik-menarik dan
tolak-menolak antara kutub medan magnet stator dan kutub medan magnet rotor.
Setelah terjadi interaksi antara kedua kutub medan magnet tersebut, maka frekuensi
sistem dapat dinaikkan secara perlahan sampai pada frekuensi dan kecepatan
sinkron yang diinginkan. Saat ini, pengaturan besar frekuensi yang disuplai dapat
dilakukan dengan menggunakan rectifier-inverter dan cycloconverter.
2.5.3 Starting Dengan Kumparan Peredam
Pada metode start dengan kumparan peredam, rotor dilengkapi dengan
kumparan peredam atau kumparan sangkar tupai yang ditempatkan pada
permukaan rotor yang dihubung singkat pada kedua ujungnya.
Saat kumparan stator dihubungkan dengan tegangan tiga fasa maka akan
timbul medan putar pada stator. Kemudian medan putar ini akan menginduksikan
18
Universitas Sumatera Utara
GGL kedalam kumparan peredam yang telah terhubung singkat, maka dalam
kumparan peredam akan mengalir arus. Arus ini akan menimbulkan kopel antara
rotor dengan stator secara magnetis sehingga rotor pun berputar. Namun kecepatan
putar rotor tidak sama dengan kecepatan sinkronnya. Pada saat ini, motor sinkron
bertindak sebagai motor induksi karena terdapat slip antara kecepatan putar rotor
dengan kecepatan medan putar statornya.
Setelah putaran rotor hampir mencapai kecepatan sinkronnya, maka
kumparan medan penguat yang berada pada rotor dieksitasi dengan sumber arus
DC. Selanjutnya motor akan menuju ke keadaan sinkron. Namun dalam
pelaksanaan metode start ini dibutuhkan alat pengaturan sinkronisasi untuk
menghindarkan efek yang dapat merusak motor tersebut.
2.6
Tegangan Tidak Seimbang
Dalam sistem tiga fasa yang seimbang,tegangan line to netral memiliki
magnitude yang sama dan tiap – tiap sudut fasanya berbeda 120 derajat satu sama
lain. Apabila terdapat tegangan tiga fasa yang magnitudnya tidak sama dan sudut
fasanya mengalami pergeseran sehingga tidak berbeda 120 derajat satu sama lain,
maka dikatakan sistem tersebut memiliki tegangan tidak seimbang.
Penyebab tegangan tidak seimbang termasuk impedansi saluran transmisi
dan saluran distribusi yang tidak sama, distribusi beban – beban satu fasa yang tidak
merata dalam jumlah besar, dan lain – lain. Ketika beban tiga fasa seimbang
dihubungkan dengan sistem suplai yang tidak seimbang, maka arus yang dialirkan
ke beban juga tidak seimbang. Oleh karena itu sangat sulit / tidak mungkin untuk
menyediakan suatu sistem suplai seimbang yang sempurna kepada konsumen,
19
Universitas Sumatera Utara
sehingga perlu dilakukan berbagai upaya untuk meminimalisasi ketidakseimbangan
tegangan untuk mereduksi pengaruhnya pada beban – beban konsumen.
I
ii
Gambar 2. 13 diagram vector tegangan seimbang; diagram vector tegangan tidak
seimbang
Metode yang biasa digunakan dalam menganalisa baik arus ataupun
tegangan dalam keadaaan tidak seimbang adalah dengan menggunakan komponen
– komponen simetris yaitu suatu metode yang secara matematis memecahkan suatu
sistem yang tidak seimbang menjadi tiga buah sistem yang seimbang. Sistem
tersebut adalah urutan positif, urutan negatif dan urutan nol. Untuk sistem yang
seimbang sempurna, maka sistem urutan negatife dan urutan nol tidak ada.
i
ii
iii
Gambar 2. 14 Diagram vector urutan positif (i) ; diagram vector urutan negatif
(ii); diagram vector urutan nol (iii)
Sistem urutan ini dapat dilukiskan secara fisika. Arah perputaran dari motor
sinkron tiga fasa ketika diaplikasikan dengan tegangan urutan negatif akan
20
Universitas Sumatera Utara
berlawanan arah dengan arah perputaran motor sinkron sewaktu diaplikasikan
dengan tegangan urutan positif. Sementara itu sistem urutan nol tidak akan
menimbulkan perputaran pada motor sinkron, karena tidak ada pebedaan fasa pada
ketiga tegangannnya, sehinggan tidak akan dibangkitkan medan putar.
Oleh karena itu, ada dua defenisi ketidakseimbangan pada komponen – komponen
simetris, yaitu : Faktor ketidakseimbangan urutan negatif =
ketidakseimbangan urutan nol =
dan Faktor
dimana ( V1, V2, V0 adalah sistem urutan positif,
urutan negative, dan urutan nol). Sistem arus urutan nol tidak dapat mengalir pada
sistem tiga fasa, misalnya motor sinkron, oleh karena itu factor ketidakseimbangan
urutan nol itu umumnya diabaikan. Adapun ketidakseimbangan tegangan urutan
negatif menunjuk pada besarnya tegangan yang mencoba untuk memutar arah
motor sinkron tiga fasa pada arah yang berlawanan terhadap yang diberikan oleh
tegangan urutan positif.
Adapun faktor ketidakseimbangan urutan negatif menurut IEC 60034 – 26 adalah:
%
=
100
.................................(pers 2.11)
Dimana :
Dimana :
=
....................................(pers 2.12)
=
....................................(pers 2.13)
= −0.5 + 0.0866
= −0.5 − 0.866
21
Universitas Sumatera Utara
Sedangkan menurut NEMA standard MG1. 1993
dan IEEE
defenisi
ketidakseimbangan itu adalah :
=
100 % ......................(pers 2.14)
Dimana :
VLL
= tegangan line-line yang tertinggi
Vll
= tegangan rata-rata dari tegangan line
Sesuai dengan rumusan yang telah diberikan, dapat dilihat bahwa definisi tegangan
tidak seimbang yang diberikan NEMA menghindari penakaian aljabar kompleks,
sehingga kedua rumusan tersebut akan memberikan hasil yang berbeda.
Contoh jika tegangan tidak seimbang
= 450∠0 ,
= 363∠ −121.44 ,
= 405∠130
Maka menurut persamaan 3.2 dan 3.3, maka besarnya Vab1 dan Vab2 adalah :
= 404.625∠2.89
= 50.217∠−23.98
Maka besarnya ketidakseimbangan menurut IEC adalah
%
=
50.217
100 = 12.41 %
404.625
Sedangkan menurut NEMA adalah :
%
=
43.8
100 = 10.78 %
406.2
22
Universitas Sumatera Utara
Tegangan tidak setimbang dalam persentase yang kecil akan menghasilkan
arus tidak seimbang dalam jumlah besar, yang mana hal ini akan menimbulkan
kenaikan temperatur pada motor. Jika tegangan yang tidak setimbang menyuplai
motor sinkron, maka daya kuda nominal dari motor harus dikalikan dengan suatu
faktor seperti yang ditunjukkan gambar 2.7.1
Gambar 2. 15 Kurva penurunan rating motor sinkron (NEMA)
Menurut kurva ini, motor sinkron dirancang sedemikian rupa sehingga
mampu menangani ketidaksetimbangan tegangan 1%, dan selanjutnya akan
menurun terganntung pada tingkat ketidaksetimbangan. Operasi pada motor pada
harga ketidaksetimbangan tegangan di atas 5% tidak diizinkan.
23
Universitas Sumatera Utara
2.7
Metode Menentukan Temperatur Motor Sinkron
2.7.1
Menggunakan thermometer infrared
Metode ini adalah penentuan suhu dengan sensor suhu, atau dengan
thermometer infrared, dengan metode ini instrumen diterapkan pada bagian
tertemperatur dari mesin yang dapat diakses .
2.7.2 Mengguakan Embedded Detector
Motor yang menggunakan embedded detector pada lilitannya dapat
dimonitor langsung output yang dideteksi pada peralatan. Output temperatur yang
ditunjukkan adalah temperatur tertemperatur dimana lokasi sensor diletakkan.
Perbedaan antara embedded detector dengan thermometer infrared yaitu
embedded detector tertanam di lilitan stator motor sedangkan thermometer
infrared dapat diletakkan dimana saja bagian motor yang paling temperatur yang
mudah diakses.
2.7.3 Mengukur Tahanan Lilitan Motor
Metode digunakan untuk motor yang tidak memiliki embedded detector
seperti thermocouple atau resistance temperatur detectors (RTDs). Kelebihan
metode ini yaitu dapat dilakukan tanpa harus membongkar kerangka motor
Penentuan temperatur dengan metode ini yaitu dengan membandingkan
tahanan lilitan motor pada temperatur yang ingin ditentukan (pada saat motor
temperatur) dengan tahanan yang sudah diketahui temperaturnya (temperatur
ambient). Temperatur tahanan yang ingin ditentukan
dapat dihitung dengan
persamaaan :
24
Universitas Sumatera Utara
=
(
+
+
).............................(pers 2.15)
Dimana :
Tt
: Temperatur total lilitan (oC)
Tb
: Temperatur pada saat motor dingin (oC)
Rt
: Tahanan pada saat motor temperatur (ohm)
Rb
: Tahanan pada saat motor dingin (ohm)
K
: 234.5 ( konstanta untuk bahan tembaga ) (oC)
225konstanta untuk bahan aluminium ) (oC)
2.8
Torsi Motor Sinkron Tiga Fasa
Motor sinkron biasanya dihubungkan dengan suatu sistem daya yang besar.
Hal ini dimaksudkan agar tegangan terminal dan frekuensi sistem akan selalu
konstan. Kecepatan putaran motor terkunci pada frekuensi elektrik yang disuplai,
maka kecepatan motor juga akan tetap konstan. Torsi motor sinkron bisa didapatkan
dengan analisa menggunakan aliran daya motor sinkron 3 fasa seperti ditunjukkan
pada gambar 7.7.
Gambar 2. 16 Aliran daya motor sinkron 3 fasa
25
Universitas Sumatera Utara
Persamaan torsi pada motor sinkron adalah :
T =
........................................................pers(2.16)

Dimana Pout = Pd - Pr (Nilai Pr sangat kecil sehingga bisa diabaikan)
Pout = Pd
Pout = 3.Vph.Ia cos α- 3Ia2.Ra
Dengan mesbustitusikan Pout ke persamaan (7.3), maka didapat :
T =
.
.
.

Dimana  =
.
………………………………pers(2.17)
....................................................pers(2.18)
Keterangan :
Pin = Daya Input
Pcu = Rugi-rugi tembaga
Pd = Daya membangkitkan putaran rotor
Pout = Daya output
Pr = Rugi gesekan angin
Vph = Tegangan terminal motor sinkron
Ia
= Arus jangkar
= Medan putar stator
Semakin berat beban yang dipikul motor sinkron tiga fasa akan membuat
torsi motor semakin besar dan motor akan lepas dari kondisi serempak ketikan
26
Universitas Sumatera Utara
motor dibebani oleh beban lebih atau pull out torque. Satuan yang digunakan untuk
torsi motor sinkron ialan Newton-meter.
27
Universitas Sumatera Utara