SATRIA DWI YANSAH 17 16 13 015 PENDAHULUAN 1.2 Tujuan Tujuan dalam penulisan makalah ini yaitu : 1. Mengerti dan memahami konsep untuk analisis motor induksi 3 fasa 2. Dapat memahami tentang aplikasi motor induksi 3 fasa di dalam dunia industri 3. Dapat memahami prinsip kerja dan kontruksi dari motor listrik 3 fasa PEMBAHASAN a) bentuk fisik b. motor induksi dilihat ke Gambar 2.1 Motor induksi 3-fasa Gambar 2.2 Penerapan motor induksi di dunia industri Data-data motor induksi mengenai daya, tegangan dan data lain yang berhubungan dengan kerja motor induksi dibuatkan pada plat nama (name plate) motor induksi. Contoh data yang ditampilkan pada plat nama motor induksi ini diperlihatkan pada gambar 2.3 Gambar 2.3 Contoh data yang ada di plat nama motor induksi Untuk mengontrol kecepatan motor induksi 3 phase menggunakan metode Direct Torque Control memiliki beberapa kelebihan diantaranya adalah : 1. Tidak membutuhkan transformasi koordinat. 2. Tidak membutuhkan pembangkit pulsaPWM. 3. Tidak membutuhkan regulator arus. 4. Kurang bergantung pada parameter mesin. 2.2. Direct Torque Control (DTC) Direct Torque Control (DTC) adalah kontrol berdasarkan fluks stator dalam kerangka seferensi stator menggunakan kontrol langsung dari switching inverter. Ide dasar dari DTC adalah perubahan torsi sebanding dengan slip antara fluk stator dan fluk rotor pada kondisi fluk bocor stator tetap. 2.3. Kontrol PI Kontrol PI merupakan salah satu jenis pengatur yang banyak digunakan pada kontrol loop tertutup. Selain itu sistem ini mudah digabungkan dengan metoda pengaturan yang lain seperti Fuzzy dan Robust, Sehingga akan menjadi suatu sistem pengatur yang semakin baik. Kontrol PI terdiri dari 2 jenis cara pengaturan yang saling dikombinasikan, yaitu Kontrol P (Proportional) dan Kontrol I (Integral). Masing-masing memiliki parameter tertentu yang harus diset untuk dapat beroperasi dengan baik, yang disebut sebagai konstanta. Setiap jenis, memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. 2.4. Keuntungan motor induksi 3 fasa : Konstruksi sangat kuat dan sederhana terutama bila motor dengan rotor sangkar Harganya relatif murah dan kehandalannya tinggi. Effesiensi relatif tinggi pada keadaan normal, tidak ada sikat sehingga rugi gesekan kecil. Biaya pemeliharaan rendah karena pemeliharaan motor hampir tidak diperlukan. 2.5. Kerugian penggunaan motor induksi 3 fasa Kecepatan tidak mudah dikontrol Power faktor rendah pada beban ringan. Arus start biasanya 5 sampai 7 kali dari arus nominal 2.6. Prinsip kerja motor induksi 3 fasa Bila sumber tegangan tiga fasa dipasang pada kumparan stator, maka pada kumparan stator akan timbul medan putar dengan kecepatan, ns = 120f/P , ns = kecepatan sinkron, f = frekuensi sumber, p = jumlah kutup Medan putar stator akan memotong konduktor yang terdapat pada sisi rotor, akibatnya pada kumparan rotor akan timbul tegangan induksi ( ggl ) sebesar E2s = 44,4fnØ. Keterangan : E = tegangan induksi ggl, f = frekkuensi, N = banyak lilitan, Q = fluks Karena kumparan rotor merupakan kumparan rangkaian tertutup, maka tegangan induksi akan menghasilkan arus ( I ). Adanya arus dalam medan magnet akan menimbulkan gaya ( F ) pada rotor. Bila torsi awal yang dihasilkan oleh gaya F pada rotor cukup besar untuk memikul torsi beban, maka rotor akan berputar searah dengan arah medan putar stator. Untuk membangkitkan tegangan induksi E2s agar tetap ada, maka diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator (ns) dengan kecepatan putar rotor (nr). 2.7. Konstruksi Motor Induksi 3 fasa Sebagaimana mesin pada umumnya menunjukkan bahwa motor induksi juga memiliki konstruksi yang sama baik motor DC maupun AC. Konstruksi dimaksud terdiri dari 2 bagian utama yaitu stator dan rotor. Secara lengkap dan detail dari kedua konstruksi dapat dilihat pada gambar 1 berikut : Gambar 2. 4. Kostruksi utama Stator dan Rotor 2.7.1. Stator Stator pada motor induksi adalah sama dengan yang dimiliki oleh motor sinkron dan generator sinkron. Konstruksi stator terbuat dari laminasi-laminasi dari bahan besi silikon dengan ketebalan (4 s/d 5) mm dengan dibuat alur sebagai tempat meletakan belitan/kumparan, secara detail ditunjukan pada gambar 2 berikut. Gambar 2. 5. Konstruksi stator dengan alur-alurnya 2.7.2. Rotor Ini adalah bagian yang berputar dari motor. Seperti dengan stator atas, rotor terdiri dari satu set laminasi baja beralur ditekan bersama dalam bentuk jalur magnetik silinder dan sirkuit listrik. Rangkaian listrik dari rotor dapat berupa : Menurut jenis rotor pada motor induksi dibagi menjadi 2 (dua) bagian, yaitu: a. Rotor Sangkar Tupai (Squirrel Cage Rotor) Rotor yang terdiri dari sejumlah lilitan yang berbentuk Batang tembaga yang dihubungkan singkat pada setiap ujungnya kemudian disatukan (di cor) menjadi satu kesatuan sebagaimana gambar 2.6. Gambar 2.6. Rotor sangkar Tupai Gambar 2.7. Konstruksi dan bagian dari rotor sangkar b. Rotor Belitan (Wound Rotor) Rotor yang terbuat dari laminasi-laminasi besi dengan alur-alur sebagai tempat meletakkan belitan (kumparan) dengan ujung-ujung belitan yang juga terhubung singkat seperti gambar 2.8. Gambar 2.8. Rotor berlian Motor dengan jenis rotor belitan biasanya diperlukan pada saat pengasutan atau pengaturan kecepatan dimana dikehendaki torsi asut yang tinggi Gambar 2.9. Jenis rotor sangkar dan belitan pada motor induksi 3 fasa Pada gambar 2.7 dan 2.8 di bawah ini menunjukkan detail dari konstruksi motor induksi dengan rotor sangkar dan rotor belitan termasuk bagianbagiannya Gambar 2.10. Konstruksi detail motor induksi dengan ”rotor sangkar” Gambar 2.11. Konstruksi detail motor induksi dengan ”rotor belitan” 2.8. Parts lainnya Bagian lain, yang dibutuhkan untuk melengkapi motor induksi adalah: Dua flensa di ujung untuk mendukung dua bantalan, satu di drive-end (DE) dan yang lainnya di non drive-end (NDE) Dua bantalan untuk mendukung berputarnya poros, pada DE dan NDE Poros baja untuk transmisi torsi ke beban Kipas pendingin yang terletak di NDE untuk memberi pendinginan yang kuat untuk stator dan rotor Kotak terminal di atas atau kedua sisi untuk menerima sambungan listrik eksternal Gambar 2.12. Komponen lainnya pada motor induksi 2.9. Aplikasi Motor Induksi Pada Elevator atau Lift Salah satu jenis pesawat pengangkat yang berfungsi untuk membawa barang maupun penumpang dari suatu tempat yang rendah ketempat yang lebih tinggi ataupun sebaliknya. Adapun jenis mesin lift dibagi menjadi dua yaitu mesin lift penumpang dan lift barang. Gerak kerja dari mesin lift ini adalah dengan cara menaik turunkansangkar pada sebuah lorong lift dimana gerakannya berasal dari putaran motor listrik. Konstuksi umum mesin lift/elevator berupa sebuah sangkar yang dinaik turunkan oleh mesin pengangkat, dimana yang akan direncanakan disini adalah dua sangkar tanpa penyeimbang(Counter Weight) yang mana apabila salah satu sangkar naik maka sangkar yang satu lagi harus turun begitu pula untuk sebaliknya. Sangkar tersebut dijalankan pada rel-rel dengan menggunakan alat penuntun sangkar yang terpasang tetap, hal ini dimaksudkan agar lift tersebut tidak bergoyang pada saat berjalan. 1. Control System 2. Geared Machine 3. Primary Velocity Tranducer 4. Governor 5. Hoisting Ropes 6. Roller Guide/ Guide Shoe 7. Secondary Possition Tranducer 8. Door Operator 9. Entrance Protection System 10. Load Weighing Tranducers 11. Car Safety Device 12. Traveling Cable 13. Elevator Rail 14. Counterweight 15. Compesation Ropes 16. Governor Tension Sheave 17. Counterweight Buffer 18. Car Buffer Gambar 2.13. Bagian- bagian elevator Bagian-bagian rangkaian elektro pengatur arus listriknya adalah : 1.Motor Penggerak Gambar 2.14. Motor penggerak Mesin penggerak ini menggunakan motor listrik tiga phase yang putarannya diteruskan dengan transmisi roda gigi. Motor penggerak ini dilengkapi dengan rem magnet (magnetic brake) yang berfungsi menahan motor ketika kereta elevator telah sampai pada lantai yang dituju, pergerakan cepat atau lambatnya elevator diatur oleh PLC (Programable Logic Control) . Motor penggerak dalam menarik dan menurunkan elevator menggunakan tali baja ( rope ) yang melingkar pada puli mesin ( sheave ). 2.Pulley Sistem pulley dalam konstruksi mesin lift terdiri atas sistem tunggal dan majemuk. 3.Tali Baja Tali baja berfungsi untuk meneruskan gerakan dari putaran puli ke gerakan naik turun sangkar pertama dan sangkar kedua. Jumlah dan diameter tali baja ditentukan dari besarnya beban yang akan diangkat. 4.Sangkar / Kereta Sangkar adalah suatu tempat yang digunakan untuk mengangkut penumpang maupun barang. sangkar elevator beroperasi pada ruang luncur dan menapak pada rail di kedua sisinya, pada sisi kanan dan kiri terdapat pemandu rail ( sliding guide ) yang berfungsi memandu atau menapaki rail. 5. Bobot Penyeimbang (Counter Weight) Penyeimbang (Counter Weight) dimaksudkan untuk mengimbangi dari berat sangkar sehingga mesin tidak menahan beban yang tinggi. Pada umumnya berat penyeimbang sama dengan berat maksimum sangkar ditambah 40% - 50% . 6. Rem Mesin lift dilengkapi dengan rel elektromagnetik tertutup. Yang paling umum adalah rem lift terdiri dari perakitan kompresi pegas , sepatu rem dengan lapisan, dan perakitan sebuah solenoida . Bila solenoida tidak berenergi, kekuatan pegas sepatu rem untuk mencengkeram drum rem yang menimbulkan torsiatau tekanan pengereman. Magnet dapat mengerahkan gaya horizontal untuk menahan rem terbuka dan kembali menutup saat tidak digunakan. 7. Governor Governor ini dihubungkan ke kereta dengan menggunakan tali baja pengaman. Tali pengaman ini meneruskan gerakan dari kereta ke governer dan memutar roda governor. Apabila kecepatan kereta melebihi kecepaan aman yang diijinkan, maka governor akan bekerja dengan cara sebagai berikut : a. Memutus jalur kontrol melalui saklar pembatas kecepatan. b. Menjepit tali governor dan membuat rem pengaman bekerja 2.10. Perawatan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor. Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi sebagai berikut. Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untuk mengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotoran/debu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor) 2. Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan atau kekurangan beban. Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan, penyebabnya yang harus diketahui. 3. Pemberian pelumas secara teratur. Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor. Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah, seperti yang telah diterangkan diatas. Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah, misalnya 90 minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor, menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran. 4. Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yang digerakkan. Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus, mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan. 5. Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar. Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya. 6. Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan. Umur isolasi pada motor akan lebih lama: untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan, waktu pegulungan ulang akan lebih cepat, diperkirakan separuhnya. Motor induksi 3 fasa merupakan motor yg paling banyak digunakan dalam bidang industri, karena memiliki keunggulan yang handal, tidak ada kontak antara rotor dan stator kecuali bearing, tenaga yang besar, daya listrik yang rendah dan perawatan yang minim.selain itu kontruksinya sangat sederhana sehingga tidak terlalu sulit dalam perbaikannya apabila terjadi kerusakan pada motor sehingga tidak menggangu jalannya produksi pada industri.
