RUMUS 3 FASA

Apa yang di,maksud 3 phase/380V dalam ilmu perlistrikan.? Jawaban Yang dimaksud 3 phase/380 V dalam ilmu pelistrikan tegangan listrik adalah tegangan listrik AC sebesar 380 V, yang mempunyai 3  phase tegangan. tegangan. Sebut Sebut saja , tegangan tegangan phase 1 = R, tegangan tegangan phase phase 2 = S dan dan tegangan tegangan phase 3 = T Tegangan sebesar 380 V tersebut adalah beda tegangan antar phase, baik tegangan R terhadap tegangan S, tegangan S terhadap tegangan T maupun tegangan R terhadap T,. Jika tegangan R, S maupun T diukur dengan Volt meter terhadap 0, maka beda tegangan nya adalah 220 V. Mengapa tegangan antar phase sebesar 380 V, penjelasan adalah sebagai berikut : Tegangan AC bisa digambarkan sebagai gamabar grafik sinusoidal/ fungssi sinus tegangan V terhadap waktu t ( detik ). Fungsi tegangan terhadap waktu adalah ; V = Vmax sin Wt, W dibaca omega , dimana W = 2. pi. f , f : adalah frekuensi tegangan AC Satu  perioda gelombang gelombang sinusoidal sinusoidal adalah adalah 1 panjang panjang gelombang gelombang yang yang terdiri dari dari 2 amplitudo amplitudo atau atau fungsi sinus 0 sampai 2 pi rad. 3 phase dalam 1 perioda , berarti ada 3 gelombang sinus dalam satu perioda atau 2 pi dibagi 6 amplitudo atau pi/3 radian. pi/3 radian ini yang disebut beda phase antara R dan S , S dan T Untuk membuktikan pi/3 adalah beda phase nya Kita buat grafik fungsi sinus tegangan R (VR), terhadap waktu t dan dan grafik fungsi sinus tegangan S (VS) terhadap waktu t dimulai dari titik 0 VR = Vmax sin (W.t + 1/3 pi ), VS = Vmax sin W.t , Vmax = 220 V titik temu ke dua garfik tersebut dicapai dicapai : VR = VS Vmax sin ( W.t + 1/3 pi ) = Vmax. sin W.t sin W.t . cos 1/3 pi + cos W.t . sin 1/3 pi = sin W.t 1/2 sin Wt + 1/2. 3^(1/2) . cos W.t = sin W.t 1/2. 3*(1/2) cos W.t = 1/2 sin W.t tan W.t = 3^(1/2) -----> W.t = 60 * Beda tegangan antara R dan S adalah super posisi 2 gelombang tegangan, tegangan di titik tersebut : V(RS) = VR + VS = 220 V. sin ( 60 * + 60 * ) + 220 V sin 60* = 220 V. sin 120 * + 220 V sin 60 * = 220 V. ( 1/2. 3^(1/2) + 1/2 . 3^(1/2) = 220 V . 3^(1/2) = 381 V atau biasa disebut tegangan 380 V Untuk frekuensi tegangan arus bolak balik yang biasa dipakai adalah 50 Hz dan 60 Hz, negara Indonesia memakai frekuensi yang 50 Hz 2. Perbedaan rumus tegangan listrik E dengan U? Pada beberapa  pelajaran teknik sering sering kita temukan rumus tegangan tegangan listrik dengan satuan satuan Volt sering ditulis ditulis dengan huruf E atau U apakah perbedaanya ? Jawaban : Tetapi dalam ilmu kelistrikan memang ada 2 macam macam  pemahaman  pemahaman tegangan, tegangan, yaitu tegangan tegangan catu catu daya, daya, dan tegangan tegangan jepit. jepit. Tegangan Tegangan catu daya adalah adalah tegangan tegangan sumber tenaga, bisa drop jika arus naik (tergantung kekuatan sumber tenaga dan tahanan-dalam nya). Sedangkan tegangan jepit adalah beda potensial di antara tahanan. Tegangannya naik jika arus naik. Untuk listrik AC (bolak-balik), tegangannya berfluktuasi. Nilai tegangan kadang-kadang disebut pada niliai maksimumnya, kadang-kadang disebut pada niliai efektif rata-ratanya / RMS. Hal ini berlaku untuk gelombang sinus. Gelombang persegi (pada alat2 digital), bisanya disebut pada nilai tegangan tertingginya. 3.Rumus Conversi Listrik dari kW ke Ampere? Jawaban Watt (W) adalah satuan daya listrik 1kW = 1 kilo Watt = 1000 Watt sedangkan : Ampere (A) adalah satuan arus listrik Dengan kata lain,  pertanayaan  pertanayaan anda sebenarnya sebenarnya tidak dapat dapat terjawab, terjawab, karena anda menannyaka menannyakan n konversi dua dua buah besaran besaran

yang berbeda. Sama halnya dengan pertanyaan : 1 meter = ...... kg ? atau pertanyaan : 1 km = ...... kwintal ? Konversi satuan hanya dapat kita buat untuk besaran yang sejenis. Tapi, kita mengenal rumusan : P = V x I dengan : P = daya (dalam satuan watt) V = tegangan (dalam satuan volt) I = arus listrik (dalam satuan Ampere) Maka, untuk menjawab pertanyaan anda : 250 kW = ...... Ampere, anda harus menetukan dulu tegangan listriknya (V) Jika anda menggunakan listrik AC (dari PLN) , maka V = 220 volt - tegangan efektifnya Jika anda menggunakan listrik DC (dari accu), maka V = 12 volt - pada umumnya

Rahasia Sistem 3 Fasa ( ilmu Dasar 3 fasa ) 01.50

No comments

Pada sistem tenaga listrik 3 fase, idealnya daya listrik yang dibangkitkan, disalurkan dan diserap oleh beban semuanya seimbang, P pembangkitan = P pemakain, dan juga pada tegangan yang seimbang. Pada tegangan yang seimbang terdiri dari tegangan 1 fase yang mempunyai magnitude dan frekuensi yang sama tetapi antara 1 fase dengan yang lainnya mempunyai beda fase sebesar 120°listrik, sedangkan secara fisik mempunyai

perbedaan sebesar 60°, dan dapat dihubungkan secara bintang (Y, wye) atau segitiga (delta, Δ, D).

Gambar 1 menunjukkan fasor diagram dari tegangan fase. Bila fasor-fasor tegangan tersebut berputar de ngan

kecepatan sudut dan dengan arah berlawanan jarum jam (arah positif), maka nilai maksimum positif dari fase terjadi berturut-turut untuk fase V1, V2 dan V3. sistem 3 fase ini dikenal sebagai sistem yang mempunyai urutan fasa a  – b

 – c . sistem tegangan 3 fase dibangkitkan oleh generator sinkron 3 fase. Hubungan Bintang (Y, wye)

Pada hubungan bintang (Y, wye), ujung -ujung tiap fase dihubungkan menjadi satu dan menjadi titik netral atau titik bintang. Tegangan antara dua terminal dari tiga terminal a – b – c mempunyai besar magnitude dan beda fasa yang

berbeda dengan tegangan tiap terminal terhadapa titik netral. Tegangan Va, Vb dan Vc disebut tegangan “fase” atau Vf.

Gambar 2. Hubungan Bintang (Y, wye). Dengan adanya saluran / titik netral maka besaran tegangan fase dihitung terhadap saluran / titik netralnya, juga membentuk sistem tegangan 3 fase yang seimbang dengan magnitudenya (akar 3 dikali magnitude dari tegangan fase). Vline = akar 3 Vfase = 1,73Vfase Sedangkan untuk arus yang mengalir pada semua fase mempunyai nilai yang sama, ILine = Ifase Ia = Ib = Ic Hubungan Segitiga

Pada hubungan segitiga (delta, Δ, D) ketiga fase saling dihubungkan sehingga membentuk hubungan segitiga 3 fase.

Gambar 3. Hubungan Segitiga (delta, Δ, D). Dengan tidak adanya titik netral, maka besarnya tegangan saluran dihitung antar fase, karena tegangan saluran dan tegangan fasa mempunyai besar magnitude yang sama, maka: Vline = Vfase Tetapi arus saluran dan arus fasa tidak sama dan hubungan antara kedua arus tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan hukum kirchoff, sehingga: Iline = akar 3 Ifase = 1,73Ifase Daya pada Sistem 3 Fase

1. Daya sistem 3 fase Pada Beban yang Seimbang Jumlah daya yang diberikan oleh suatu generator 3 fase atau daya yang diserap oleh beban 3 fa se, diperoleh dengan menjumlahkan daya dari tiap-tiap fase. Pada sistem yang seimbang, daya total tersebut sama dengan tiga kali daya fase, karena daya pada tiap-tiap fasenya sama.

Gambar 4. Hubungan Bintang dan Segitiga yang seimbang. Jika sudut ant ara arus dan tegangan adalah sebesar θ, maka besarnya daya perfasa adalah

Pfase = Vfase.Ifase.cos θ sedangkan besarnya total daya adalah penjumlahan dari besarnya daya tiap fase, dan dapat dituliskan dengan,

PT = 3.Vf.If.cos θ • Pada hubungan bintang, karena besarnya tegangan saluran adalah 1,73Vfase maka tegangan perfasanya menjadi Vline/1,73, dengan nilai arus saluran sama dengan arus fase, IL = If, maka daya total (PTotal) pada rangkaian hubung bintang (Y) adalah:

PT = 3.VL/1,73.IL.cos θ = 1,73.VL.IL.cos θ • Dan pada hubung segitiga, dengan besaran tegangan line yang sama dengan tegangan fasanya, VL = Vfasa, dan besaran arusnya Iline = 1,73Ifase, sehingga arus perfasanya menjadi IL/1,73, maka daya total (Ptotal) pada rangkaian segitiga adalah: PT = 3.IL/1,73.VL.cos θ = 1,73.VL.IL.cos θ Dari persamaan total daya pada kedua jenis hubungan terlihat bahwa besarnya daya pada kedua jenis hubungan adalah sama, yang membedakan hanya pada tegangan kerja dan arus yang mengalirinya saja, dan berlaku pada kondisi beban yang seimbang. 2. Daya sistem 3 fase pada beban yang tidak seimbang

Sifat terpenting dari pembebanan yang seimbang adalah jumlah phasor dari ketiga tegangan adalah sama d engan nol, begitupula dengan jumlah phasor dari arus pada ketiga fase juga sama dengan nol. Jika impedansi beban dari ketiga fase tidak sama, maka jumlah phasor dan arus netralnya (In) tidak sama dengan nol dan beban dikatakan tidak seimbang. Ketidakseimbangan beban ini dapat saja terjadi karena hubung singkat atau hubung terbuka pada beban. Dalam sistem 3 fase ada 2 jenis ketidakseimbangan, yaitu: 1. Ketidakseimbangan pada beban. 2. ketidakseimbangan pada sumber listrik (sumber daya). Kombinasi dari kedua ketidakseimbangan sangatlah rumit untuk mencari pemecahan permasalahannya, oleh karena itu kami hanya akan membahas mengenai ketidakseimbangan beban dengan sumber listrik yang seimbang.

Gambar 5. Ketidakseimbangan beban pada sistem 3 fase. Pada saat terjadi gangguan, saluran netral pada hubungan bintang akan teraliri aru s listrik. Ketidakseimbangan beban pada sistem 3 fase dapat diketahui dengan indikasi naiknya arus pada salahsatu fase dengan tidak wajar, arus pada tiap fase mempunyai perbedaan yang cukup signifikan, hal ini dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan. Untuk contoh kasusnya silahkan lihat electrical science handbook volume 3

Rumus untuk mengetahui Daya pada suatu instalasi adalah : Perhitungan Daya Instalasi Listrik 1 Phase

P = V x I x Cos phi 

P = Power atau Daya dalam satuan Watt



V = Voltage atau Tegangan dalam satuan Volt



I = Intensitas atau Arus dalam satuan Ampere



Cos phi = Cos phi pada listrik satu Phase adalah 1

Karena Cosphi pada Instalasi listrik 1 Phase adalah satu, maka rumus yang biasa digunakan untuk menghitung Daya listrik pada instalasi listrik 1 Phase, menjadi :

P=VxI Contoh Perhitungan Daya listrik 1 fasa: Suatu Instalasi listrik 1 Phase dengan tegangan 220 V, dan dialiri arus sebesar 2 Ampere, maka daya pada Instalasi listrik tersebut adalah : P=VxI P= 220 Volt x 2 Ampere P = 440 VA, atau sama dengan 440 Watt

Perhitungan Daya Instalasi Listrik 3 Phase

P = V x I x Cos Phi x √3



P = Power atau Daya dalam satuan Watt



V = Voltage atau Tegangan dalam satuan Volt



I = Intensitas atau Arus dalam satuan Ampere

Contoh Perhitungan Daya Listrik 3 fasa: Suatu Instalasi Listrik 3 Phase dengan tegangan 380 Volt, Arus terukur adalah 30 Ampere untuk tiap Phase, Cos phi pada Instalasi listrik tersebut terukur 0,85, maka daya yang terpakai

adalah : P = V x I x Cos phi x √3 P = 380 Volt x 30 Amp x 0,85 x 1,73 P = 16763,7 Watt Cos phi bisa di sebut juga dengan Faktor daya atau kerugian daya yang disebabkan beban-beban  yang memiliki daya harmonik. Nilai cos phi yang paling baik adalah 1 (tidak memiliki kerugian daya) untuk instalasi listrik 1 Phase biasanya memiliki cos phi yang baik dengan nilai 1. Sedangkan untuk instalasi 3 Phase memiliki cos phi bervariasi tergantung seberapa banyak  beban dengan daya harmonik yang ditanggung instalasi tersebut. Namun sebaiknya dalam suatu Instalasi listrik 3 phase memiliki nilai Cosphi yang berkisar antara 0,85-0,95

Cara Menghitung Ampere Motor 3 dan 1 Phase dengan Rumus Daya Sering kali, anda menjumpai motor listrik untuk menggerakan mesin pada pabrik - pabrik sekarang dan kebanyakan 85% didalam pabrik menggunakan motor listrik untuk menggerakan mesinnya, motor listrik ada 2  jenis Phase yang pertama adalah 3 phase yang di mana ada tegangan R S T sedangkan yang ke dua adalah 1 Phase dimana motor listrik hanya diberi tegangan phase dan Netral aja, contohnya seperti pumpa air dirumah. Dari motor - motor tersebut maka anda sangat perlu untuk menghitung amperenya dimana anda membeli motor 1 phase tapi kapasitas rumah anda hanya 450 Watt saja maka anda harus menghitung motor airnya harus di bawah dari 450 Watt.

 Nama Plate Motor 1 Phase

Diatas adalah name plate motor 1 phase dimana sudah di ketahui KW dan Amperenya jika hanya di ketahui KWnya saja bagaimana seperti berikut menghitungya:

Diket : P : 8 KW = 8 x 1000 = 8000 Watt V : 220V Ditanya : Berapa Nilai Amperenya?

R umus daya Motor 1 Phase:  P = V x I  I = P/V

K et:  P : Daya ( Watt )  I : Arus ( Ampere ) V : Tegangan ( Voltage ) Jawab : I = P/V I = 8000/220 I = 36.36 A

Cara Menghitung Ampere 3 Phase

 Name Plate Motor 3 Phase

Diatas name plate motor 3 Phase yang bisa di gunakan berbagai tegangan seperti diatas, untuk menghitung amperenya sebagai berikut:

R umus daya Motor 1 Phase:

 P = √3 x V x I x Cos φ  I = P/V x √3 x Cos φ K et:  P : Daya ( Watt )  I : Arus ( Ampere ) V : Tegangan ( Voltage )

√3: Konstanta jika memakai 3 phase dengan nilai jika didecimalkan 1.73 Cos φ : 85 % dari motor biasanya nilai standartnya 0.85 Diket: P = 37 Kw = 37 x 1000 = 37000 Watt ( W ) V = 380 V

Cos φ = 0.84 Ditanya : Berapa Nilai Amperenya? Jawab : I = P/V x √3 x Cos φ I = 37000 / 380 x 1.73 x 0.84 I = 37000 / 552.22 I = 67 A

Soal jika diketahu Motor 5 HP dengan tegangan 380 V 3 Phase berapakah Amperenya ? Diket: P : 5 HP = 5 x 746 = 3730 Watt ( W ) : 1 Hp = 746 Watt ( W ) V: 380 V

Cos φ = 0.85 ( Karena biasanya standartnya ini ) Ditanya berapa nilai Amperenya ? Jawab : I = P/V x √3 x Cos φ I = 3730 / 380 x 1.73 x 0.85 I = 3730 / 558.79 I = 6.68 A

Pengertian Motor Listrik 3 Fasa dan Prinsip Kerjanya

1. Motor 3 Fasa Definisi motor induksi 3 fasa adalah suatu mesin listrik yang merubah energi listrik menjadi energi gerak dengan menggunakan gandengan medan listrik dan mempunyai slip antara medan stator dan medan rotor. Motor induksi merupakan motor yang paling banyak kita jumpai dalam industri.

2. Bagian-bagian Motor 3 Fasa Bagian inti pada motor 3 fasa merupakan elemen terpenting dalam berkerjanya suatu motor. Adapun bagian-bagian inti motor, yaitu:

a) Stator Pada dasarnya belitan stator motor induksi tiga fasa sama dengan belitan motorsinkron. Konstruksi statornya belapis-lapis dan mempunyai alur untuk melilitkan kumparan.Stator mempunyai tiga buah kumparan, ujung-ujung belitan kumparan dihubungkan melalui terminal untuk memudahkan penyambungan dengan sumber tegangan. Masing-masing kumparan stator mempunyai beberapa buah kutub,jumlah kutub ini menentukan kecepatan motor tersebut. Semakin banyak jumlah kutubnya maka putaranyang terjadi semakin rendah.

b) Rotor Motor induksi bila ditinjau dari rotornya terdiri atas dua tipe, yaitu: 

Rotor Sangkar

Motor induksi jenis rotor sangkar lebih banyak digunakan pada jenis rotor lilit, sebab rotor sangkar mempunyai bentuk yang sederhana. Belitan rotor terdiri atas batang-batang penghantar yang ditempatkan di dalam alur rotor.Batang penghantar ini terbuat dari tembaga, alloy atau alumunium.Ujung-ujung batang penghantar dihubung singkat oleh cincin penghubung singkat, sehingga berbentuk sangkar burung. Motor induksi yang menggunakan rotor ini disebut Motor Induksi Rotor Sangkar Karena batang penghantar rotor yang telah dihubung singkat, maka tidak dibutuhkan tahanan luar yang dihubungkan seri dengan rangkaian rotor pada saat awal berputar.Alur-alur rotor biasanya tidak dihubungkan sejajar dengan sumbu (poros) tetapi sedikit miring. .



Rotor Lilit

Rotor lilit terdiri atas belitan fasa banyak, belitan ini dimasukkan ke dalam alur-alur inti rotor. Belitan ini sama dengan belita n stator, tetapi belitan selalu dihubungkan secara bintang. Tiga buah ujung-ujung belitan dihubungkan ke terminal- terminal sikat/cincin seret yang terletak pada poros rotor. Pada jenis rotor lilit kita dapat mengatur kecepatan motor dengan cara mengatur tahanan belitan rotor tersebut. Pada keadaan kerja normal sikat karbon yang berhubungan dengan cincin seret tadi dihubung

singkat.Motor induksi rotor lilit dikenal dengan sebutan Motor Induksi Slipring atau Motor Induksi Rotor Lilit.

3. Prinsip Kerja Motor 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 kutub. Medan putar stator akan memotong konduktor yang terdapat pada sisi rotor, akibatnya pada kumparan rotor akan timbul tegangan induksi Gaya Gerak Listrik (GGL) sebesa 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). Perbedaan antara kecepatan Nr dengan Ns disebut dengan slip (S) yang dinyatakan dengan Persamaan S = Ns-Nr/Ns (100%). Jika Ns=Nr tegangan akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada rotor, dengan demikian tidak ada torsi yang dapat dihasilkan. Torsi suatu motor akan timbul apabila Ns>Nr. Dilihat dari cara kerjanya motor tiga fasa disebut juga dengan motor tidak sinkron( tidak serempak )

4. Keuntungan dan Kerugian Motor 3 Fasa a) Keuntungan Penggunaan Motor 3 Fasa : 







Konstruksi sangat kuat dan sederhana terutama bila motor dengan rotor sangkar. Harganya relatif murah dan kehandalan tinggi. Effesiensi relatif tinggi pada keadaan normal, tidak ada sikat sehingga rugi gesekan kecil. Biaya pemeliharaan rendah karena pemeliharaan motor hampir tidak diperlukan.

b) Kerugian Penggunaan Motor 3 Fasa : 





Kecepatan tidak mudah dikontrol. Power factor rendah pada beban ringan. Arus start biasanya 5 sampai 7 kali dari arus nominal.

Prinsip Kerja Motor Induksi 1 Fasa

Gambar 1 Motor Induksi Satu Fasa

Motor dalam dunia kelistrikan ialah mesin yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Salah satu motor listrik yang umum digunakan dalam banyak aplikasi ialah motor induksi. Motor induksi merupakan salah satu mesin asinkronous (asynchronous motor) karena mesin ini beroperasi pada kecepatan dibawah kecepatan sinkron. Kecepatan sinkron sendiri ialah kecepatan rotasi medan magnetik pada mesin. Kecepatan sinkron ini dipengaruhi oleh frekuensi mesin dan banyaknya kutub pada mesin. Motor induksi selalu  berputar dibawah kecepatan sinkron karena medan magnet yang dibangkitkan stator akan menghasilkan fluks pada rotor sehingga rotor tersebut dapat berputar. Namun fluks yang terbangkitkan oleh rotor mengalami lagging dibandingkan fluks yang terbangkitkan pada stator sehingga kecepatan rotor tidak akan secepat kecepatan putaran medan magnet. Berdasarkan suplai input yang digunakan, motor induksi dibagi menjadi dua jenis, yaitu motor: induksi 1 fasa dan motor induksi 3 fasa. Dalam artikel ini hanya akan dijelaskan mengenai motor induksi 1 fasa, namun untuk prinsip kerjanya sendiri kedua jenis motor induksi tersebut memiliki prinsip kerja yang sama. Yang membedakan dari kedua motor induksi ini ialah motor induksi 1 fasa tidak dapat berputar tanpa bantuan gaya dari luar sedangkan motor induksi 3 fasa dapat berputar sendiri tanpa bantuan gaya dari luar.

Konstruksi Motor Induksi Satu Fasa

Gambar-bagian utama motor induksi satu fasa (www.learnengineering.org)

Terdapat 2 bagian penting pada motor induksi 1 fasa, yaitu: rotor dan stator. Rotor merupakan  bagian yang berputar dari motor dan stator merupakan bagian yang diam dari motor. Rotor umumnya berbentuk slinder dan bergerigi sedangkan stator berbentuk silinder yang melingkari seluruh badan rotor. Stator harus dilengkapi dengan kutub-kutub magnet dimana kutub utara dan selatan pada stator harus sama dan dipasang melingkari rotor sebagai suplai medan magnet dan kumparan stator untuk menginduksi kutub sehingga menciptakan medan magnet. Stator umumnya dilengkapi dengan stator winding yang bertujuan membantu putaran rotor, dimana stator winding dilengkapi dengan konduktor berupa kumparan. Selain itu, stator juga dilapisi dengan lamina berbahan dasar silikon dan besi yang bertujuan untuk mengurangi tegangan yang terinduksi pada sumbu stator dan mengurangi dampak kerugian akibat munculnya arus eddy (eddy current) pada stator. Rotor umumnya dibuat dari alumunium dan dibuat bergerigi untuk menciptakan celah yang akan diisi konduktor berupa kumparan. Selain itu, rotor juga dilapisi dengan lamina untuk menambah kinerja dari rotor yang digunakan. Masing-masing komponen dipasang pada besi yang ditunjukkan seperti pada gambar berikut:

Gambar 2 Konstruksi Motor Induksi 1 Fasa

Prinsip Kerja Motor Induksi 1 Fasa Misalkan kita memiliki sebuah motor induksi 1 fasa dimana motor ini disuplai oleh sebuah sumber AC 1 fasa. Ketika sumber AC diberikan pada stator winding dari motor, maka arus dapat mengalir  pada stator winding. Fluks yang dihasilkan oleh sumber AC pada stator winding tersebut disebut sebagai fluks utama. Karena munculnya fluks utama ini maka fluks medan magnet dapat dihasilkan oleh stator.

Gambar 3-Dampak adanya arus pada stator

Misalkan lagi rotor dari motor tersebut sudah diputar sedikit. Karena rotor berputar maka dapat dikatakan bahwa konduktor pada rotor akan bergerak melewati stator winding. Karena konduktor

 pada rotor bergerak relatif terhadap fluks pada stator winding, akibatnya muncul tegangan ggl (gaya gerak listrik) pada konduktor rotor sesuai dengan hukum faraday. Anggap lagi motor terhubung dengan beban yang akan dioperasikan. Karena motor terhubung dengan beban maka arus dapat mengalir pada kumparan rotor akibat adanya tegangan ggl pada rotor dan terhubungnya rotor dengan beban. Arus yang mengalir pada rotor ini disebut arus rotor. Arus rotor ini juga menghasilkan fluks yang dinamakan fluks rotor. Interaksi antara kedua fluks inilah yang menyebabkan rotor didalam motor dapat berputar sendiri. Perlu diingat bahwa pada kondisi awal diasumsikan rotor sudah diberi gaya luar untuk menggerakkan konduktor pada rotor, karena  jika tidak maka rotor akan diam terhadap fluks pada kumparan stator sehingga tidak terjadi tegangan ggl pada kumparan rotor, sesuai dengan hukum faraday.

Gambar 4-Putaran pada rotor akibat fluks. Dimisalkan Rotor sudah berputar sedikit Sebelumnya telah dibahas mengenai adanya arus stator yang mengakibatkan munculnya arus pada rotor karena hukum faraday. Masing-masing arus menghasilkan fluks yang mempengaruhi rotor. Bagaimana fluks tersebut mempengaruhi kecepatan putaran rotor akan dibahas pada paragraf ini. Arus stator akan menghasilkan fluks utama, sedangkan arus pada rotor menghasilkan fluks pada rotor. Masing-masing fluks ini akan mempengaruhi arah putaran rotor, hanya saja arah keduanya  berlawanan. Sesuai hukum lorentz, apabila kita memiliki sebuah kabel yang dialiri arus dan terdapat fluks medan magnet disekitar kabel tersebut maka akan terjadi gaya pada kabel tersebut. Karena  besarnya fluks pada stator dan rotor relatif sama maka gaya yang dihasilkan juga sama. Namun karena arah gaya yang berbeda mengakibatkan rotor tidak berputar akibat kedua gaya yang saling

menghilangkan. Hal ini juga yang mengakibatkan motor induksi perlu diputar sedikit, agar salah satu gaya yang dihasilkan oleh fluks lebih besar daripada yang lainnya sehingga rotor dapat berputar.

Gambar 5-Saat rotor tidak berputar, total gaya akibat masing-masing fl uks ialah 0

Gambar 6-Saat rotor sudah berputar sedikit, total gaya akan memiliki perbedaan sehingga terjadi putaran

Jenis-Jenis Motor Induksi Satu Fasa Motor induksi satu fasa ini memiliki 4 jenis berdasarkan bagaimana motor ini diaktifkan sendiri (self-starting). 

 Motor I nduksi Split-Phase Motor Jenis ini menggunakan kapasitor di salah satu stator windingnya, dimana besarnya kapasitas dari kapasitor sebisa mungkin dibuat kecil. Misalkan kita memiliki sumber arus 2 fasa dan sumber ini disambungkan pada motor jenis ini, maka arus yang mengalir pada salah satu winding akan membesar dan mengalami pergeseran fase. Akibat 2 hal tersebut, motor akan dapat berputar karena

 perbedaan fluks dari masing-masing winding. Torsi yang dihasilkan umumnya dapat mencapai kecepatan maksimum dari motornya. Motor jenis ini sering dipakai pada beban 200W. Peletakan kapasitor sangat berpengaruh pada rangkaian ini karena dapat mengubah aras fluks yang dihasilkan dan sebagai akibatnya mengubah arah putaran rotor.

Gambar 7-Rangkaian Ekivalen Split-Phase 

 Motor I nduksi Capasitor-Start Motor jenis ini kurang lebih sama dengan motor induksi tipe split-phase. Perbedaannya ialah adanya switch yang dipasang antara salah satu stator winding dan kapasitor. Kondisi dari switch akan menjadi close saat motor mulai berputar dan menjadi open ketika motor mulai mencapai kecepatan yang diinginkan. Umumnya belitan pada winding yang diserikan dengan kapasitor dibuat lebih banyak untuk mencegah panas berlebihan pada winding tersebut. Motor jenis ini dipakai pada alat elektronik yang memakan daya tinggi seperti AC.

Gambar 8-Rangkaian Ekivalen Capacitor-Start (www.allaboutcircuits.com) 

 Motor I nduksi Capacitor-Run Perbedaan motor tipe ini dengan motor sebelumnya ialah adanya kapasitor yang besar yang di paralel dengan switch dan kapasitor lainnya (yang kecil). Umumnya motor induksi tipe ini  bekerja pada torsi yang lebih tinggi sama seperti motor sebelumnya, hanya saja arus yang mengaliri motor cukup kecil.

Gambar 9-Rangkaian Ekivalen Capacitor Run (www.allaboutcircuits.com) 

 Motor I nduksi Shaded Pole Motor ini memiliki nama Shaded Pole karena 1/3 dari kutub pada stator ditutup dengan tembaga untuk menghasilkan perbedaan sudut fluks yang lebih besar. Akibat perbedaan ini, rotor pada motor dapat berputar dengan mudah. Kedua winding pada motor tipe ini tersambung paralel secara langsung (tanpa ada komponen lain), namun pada salah satu winding diberikan coil tap untuk mengatur kecepatan motor. Motor tipe ini memiliki torsi starting yang sangat rendah sehingga sering digunakan pada alat-alat elektronik disekitar kita, seperti kipas angin.

Gambar 10-Rangkaian Motor Induksi Shaded Pole (www.allaboutcircuits.com)

Mengapa Motor Induksi 1 Fasa Tidak Bisa Di – Start Sendiri? Seperti yang dijelaskan sedikit di atas, motor induksi 1 fasa tidak bisa di-start sendiri karena fluks yang dihasilkan dari arus pada stator dan pada rotor besarnya sama namun berlawanan arah, sehingga total fluks yang dialami oleh rotor adalah 0.

Pinsip kerja motor induksi tiga fasa Motor induksi terdiri atas dua bagian utama yaitu rotor dan stator. Ada dua jenis rotor yaitu rotor sangkar dan rotor belitan. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Stator merupakan bagian yang diam dari motor induksi tiga fasa, pada bagian stator terdapat beberapa slot yang merupakan tempat kawat (konduktor) dari tiga kumparan tiga fasa yang disebut kumparan stator, yang masing-masing kumparan mendapatkan suplai arus tiga fasa, maka pada kumparan tersebut segera timbul medan putar. Dengan adanya medan magnet putar pada kumparan stator akan mengakibatkan rotor berputar, hal ini terjadi karena adanya induksi magnet dengan kecepatan putar rotor sinkron dan kecepatan putar stator. Konstruksi stator terdiri dari : 1.

Rumah stator yang terdiri dari besi tuang

2.

Inti stator yang terbuat dari besi lunak atau baja silikon

3.

Terdapat slot untuk menempatkan kawat belitan

4.

Belian stator yang terbuat dari tembaga

Gambar Konstruksi stator

Gambar Bentuk belitan stator

 Ada dua macam jenis Rotor pada motor induksi yaitu rotor sangkar dan rotor belitan. Rotor sangkar (squirrel cage rotor); kawat rotor terdiri dari batang-batang tembaga yang berat, aluminium atau alloy yang dimasukkan ke dalam inti rotor. Masing-masing ujung kawat dihubungkan singkat

dengan ‘end -ring’.

Motor induksi dengan rotor belitan mempunyai rotor dengan belitan kumparan tiga fasa sama seperti kumparan stator. Kumparan stator dan rotor juga mempunyai jumlah kutub yang sama. Penambahan tahanan luar sampai harga tertentu, dapat membuat kopel mula mencapai harga kopel maksimmnya. Kopel mula yang besar memang diperlukan pada saat start. Motor induksi jenis ini memungkinkan penambahan (pengaturan) tahanan luar. Tahanan luar yang dapat diatur ini dihubungkan ke rotor melalui cincin. Selain untuk menghasilkan kopel mula yang besar, tahanan luar dapat diperlukan untuk membatasi arus mula yang besar pada saat start. Disamping itu dengan mengubah – ubah tahanan luar, kecepatan motor dapat diatur.

Gambar Rotor belitan

Gambar Rotor sangkar bajing

Pinsip kerja motor induksi tiga fasa Perputaran motor pada mesin arus bolak  – balik ditimbulkan oleh adanya medan putar (fluks yang berputar) yang dihasilkan dalam kumparan statornya. Medan putar ini terjadi apabila kumparan stator dihubungkan dalam fasa banyak umumnya fasa 3. hubungan dapat berupa hubungan bintang atau delta.

 Ada beberapa prinsip kerja motor induksi: 1. Apabila sumber tegangan 3 fasa dipasang pada kumparan medan (stator), timbullah medan putar dengan kecepatan ................rpm dengan fs = frekuensi stator (Stator line frequency) atau frekuensi jala-jala dan p = jumlah kutub pada motor. 2. Medan stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor. 3. Akibatnya pda kumparan jangkar (rotor) timbul tegangan induksi (ggl). 4. Karena kumparan jangkar merupakan kumparan tertutup, ggl (E) akan menghasilkan arus (I). 5. Adanya arus (I) didalam medan magnet menimbulkan gaya (F) pada rotor. 6. Bila kopel mula yng dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor besar akan memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator. 7. Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa tegangan induksi timbul karena terpotongnya batang konduktor (rotor) oleh medan putar stator. Artinya agar tegangan terinduksi diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan stator dengan kecepatan berputar rotor (nr). 8. Perbedaan kecepatan antara dan disebut slip (S) dinyatakan dengan:

9. Bila = , tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada kumparan  jangkar rotor, dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Kopel motor akan ditimbulkan apabila lebih kecil dari . 10. Dilihat dari cara kerjanya, motor induksi disebut juga sebagai motor tak serempak atau asinkron

Motor Listrik 3 Fasa Posted by Akhmad Insya Ansori Selasa, 30 April 2013 0 comments

Motor Listrik 3 Fasa - Berikut ini adalah teori mengenai Motor Li s tri k 3 F asa yang akan kami bahas lebih lanjut hanya di dunia elektro

Motor Listrik 3 Fasa A. Motor Listrik 3 Fasa

Motor AC 3 phase bekerja dengan memanfaatkan perbedaan fasa sumber untuk menimbulkan gaya putar pada rotornya. Jika pada motor AC 1 phase untuk menghasilkan beda phase diperlukan penambahan komponen Kapasitor (baca disini), pada motor 3 phase perbedaan phase sudah didapat langsung dari sumber seperti terlihat pada gambar arus 3 phase berikut ini:

Gb. Grafik arus 3 fasa

Pada gambar di atas, arus 3 phase memiliki perbedaan phase 60 derajat antar phasenya. Dengan perbedaan ini, maka penambahan kapasitor tidak diperlukan.

B. Konstruksi Motor Listrik 3 Fasa

Motor induksi tiga fasa memiliki dua komponen dasar yaitu stator dan rotor, bagian rotor dipisahkan dengan bagian stator oleh celah udara yang sempit (air gap) dengan jarak antara 0,4 mm sampai 4 mm. Tipe dari motor induksi tiga fasa berdasarkan lilitan pada rotor dibagi menjadi dua macam yaitu rotor belitan (wound rotor) adalah tipe motor induksi yang memiliki rotor terbuat dari lilitan yang sama dengan lilitan statornya dan rotor sangkar tupai (Squirrel-cage rotor) yaitu tipe motor induksi dimana konstruksi rotor tersusun oleh beberapa batangan logam yang dimasukkan melewati slot-slot yang ada pada rotor motor induksi, kemudian setiap bagian disatukan oleh cincin sehingga membuat batangan logam terhubung singkat dengan batangan logam yang lain.

Gb. Konstruksi Motor Listrik 3 Fasa

C. Prinsip Kerja Motor Listrik 3 Fasa  Apabila sumber tegangan 3 fase dipasang pada kumparan stator, akan timbul medan putar dengan kecepatan seperti rumus berikut :

Ns = 120 f/P

dimana: Ns = Kecepatan Putar f = Frekuensi Sumber P = Kutub motor

Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor. Akibatnya pada batang konduktor dari rotor akan timbul GGL induksi. Karena batang konduktor merupakan rangkaian yang tertutup maka GGL akan menghasilkan arus (I). Adanya arus (I) di d alam medan magnet akan menimbulkan gaya (F) pada rotor. Bila kopel mula yan g dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator. GGL induksi timbul karena terpoton gn ya batang konduktor (rotor) oleh medan putar stator.  Artinya agar GGL induksi tersebut timbul, diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator (ns) dengan kecepatan berputar rotor (nr).

Perbedaan kecepatan antara nr dan ns disebut slip (s), dinyatakan dengan

S= (ns- nr)/ ns

Bila nr = ns, GGL induksi tidak akan timbul dan arus tidak mengalir pada batang konduktor (rotor), dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Dilihat dari cara kerjanya, motor induksi disebut juga sebagai motor tak serempak atau asinkron.

D. Hubungan antara beban, kecepatan dan torsi (torque) Gambar di bawah ini menunjukkan grafik hubungan antara torque - kecepatan dengan arus pada motor induksi 3 phase:

• Motor mulai menyala ternyata terdapat arus start yang tinggi akan tetapi torque-nya rendah. • Saat motor mencapai 80% dari kecepatan penuh, torque-nya mencapai titik tertinggi dan arusnya mulai menurun.

•  Pada saat motor sudah mencapai kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torque dan stator turun ke nol.

E. Keuntungan dan Kerugian Motor 3 Fasa Keuntungan motor 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. Kerugian Penggunaan Motor Induksi:

• Kecepatan tidak mudah dikontrol • Power faktor rendah pada beban ringan • Arus start biasanya 5 sampai 7 kali dari arus nominal

F. Pengasutan Motor Listrik 3 Fasa Pengasutan merupakan metoda penyambungan kumparan-kumparan dalam motor 3 phase. Ada 2 model penyambungan kumparan pada motor 3 phase: 1. Sambungan Bintang/Star/Y 2. Sambungan Segitiga/Delta

1. Sambungan Star 

Sambungan bintang dibentuk dengan menghubungkan salah satu ujung dari ketiga kumparan menjadi satu. Ujung kumparan yang digabung tersebut menjadi titik netral, karena sifat arus 3 phase yang jika dijumlahkan ketiganya hasilnya netral atau nol.

Nilai tegangan phase pada sambungan bintang = √3 x tegangan antar phase

2. Sambungan Delta

Gb. Sambungan Delta

Sambungan delta atau segitiga didapat dengan menghubungkan kumparan-kumparan motor sehingga membentuk segitiga. Pada sambungan delta tegangan kumparan = tegangan antar phase akan tetapi arus jaringan sebesar √3 arus line

Motor Induksi (Asinkron) 

Pengenalan Motor Induksi

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 statornya, dimana arus rotor 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 induksi sangat banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari baik di industri maupun di rumah tangga. Motor induksi yang umum dipakai adalah motor induksi 3fase dan motor induksi 1-fase. Motor induksi 3-fase dioperasikan pada sistem tenaga 3-fase dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri dengan kapasitas yang besar. Motor induksi 1-fase dioperasikan pada sistem tenaga 1-fase dan banyak digunakan terutama untuk peralatan rumah tangga seperti kipas angin, lemari es, pompa air, mesin cuci dan sebagainya karena motor induksi 1-fase mempunyai daya keluaran yang rendah.

Bentuk fisik MI

MI dilihat ke dalam



Konstruksi Motor Induksi

Motor induksi pada dasarnya mempunyai 3 bagian penting sebagai berikut : 1. Stator : Merupakan bagian yang diam dan mempunyai kumparan yang dapat menginduksikan medan elektromagnetik kepada kumparan rotornya. 2. Celah : Merupakan celah udara: Tempat berpindahnya energi dari startor ke rotor. 3. Rotor : Merupakan bagian yang bergerak akibat adanya induksi magnet dari kumparan stator yang diinduksikan kepada kumparan rotor.

Gambar kumparan dikeluarkan dari rotor

Gambar rotor belitan

Gambar stator dan rotor sangkar

Gambar rotor sangkar

Konstruksi stator motor induksi pada dasarnya terdiri dari bahagian-bahagian sebagai berikut : 1. Rumah stator (rangka stator) dari besi tuang. 2. Inti stator dari besi lunak atau baja silikon. 3. Alur, bahannya sama dengan inti, dimana alur ini merupakan tempat meletakkan belitan (kumparan stator). 4. Belitan (kumparan) stator dari tembaga. Rangka stator motor induksi ini didisain dengan baik dengan empat tujuan yaitu: 1. Menutupi inti dan kumparannya. 2. Melindungi bagian-bagian mesin yang bergerak dari kontak langsung dengan manusia dan dari goresan yang disebabkan oleh gangguan objek atau gangguan udara terbuka (cuaca luar). 3. Menyalurkan torsi ke bagian peralatan pendukung mesin dan oleh karena itu stator didisain untuk tahan terhadap gaya putar dan goncangan. 4. Berguna sebagai sarana rumahan ventilasi udara sehingga pendinginan lebih efektif. Berdasarkan bentuk konstruksi rotornya, maka motor induksi dapat dibagi menjadi dua jenis , yaitu. 1. Motor induksi dengan rotor sangkar (squirrel cage). 2. Motor induksi dengan rotor belitan (wound rotor) Konstruksi rotor motor induksi terdiri dari bahagian-bahagian sebagai berikut. 1. Inti rotor, bahannya dari besi lunak atau baja silikon sama dengan inti stator.

2. Alur, bahannya dari besi lunak atau baja silikon sama dengan inti. Alur merupakan tempat meletakkan belitan (kumparan) rotor. 3. Belitan rotor, bahannya dari tembaga. 4. Poros atau as.

Gambaran sederhana bentuk alur/slot pada motor induksi

Diantara stator dan rotor terdapat celah udara yang merupakan ruangan antara stator dan rotor. Pada celah udara ini lewat fluks induksi stator yang memotong kumparan rotor sehingga meyebabkan rotor berputar. Celah udara yang terdapat antara stator dan rotor diatur sedemikian rupa sehingga didapatkan hasil kerja motor yang optimum. Bila celah udara antara stator dan rotor terlalu besar akan mengakibatkan efisiensi motor induksi rendah, sebaliknya bila jarak antara celah terlalu kecil/sempit akan menimbulkan kesukaran mekanis pada mesin. Bentuk gambaran sederhana bentuk alur / slot pada motor induksi diperlihatkan pada gambar berikut :

Gambaran sederhana MI dengan 1 kumparan stator dan 1 kumparan rotor

Tanda silang (x) pada kumparan stator atau rotor pada gambar menunjukkan arah arus yang melewati kumparan masuk ke dalam (tulisan ini) sedangkan tanda titik (.) menunjukkan bahwa arah arus keluar dari permukaan. 

Prinsip Kerja Motor Induksi 1. Motor induksi bekerja berdasarkan induksi elektromagnetik dari kumparan stator kepada kumparan rotornya. Bila kumparan stator motor induksi 3-fasa yang dihubungkan dengan suatu sumber tegangan 3-fasa, maka kumparan stator akan menghasilkan medan magnet yang berputar. Garis-garis gaya fluks yang diinduksikan dari kumparan stator akan memotong kumparan rotornya sehingga timbul emf (ggl) atau tegangan induksi. Karena penghantar (kumparan) rotor merupakan rangkaian yang tertutup, maka akan mengalir arus pada kumparan rotor. Penghantar (kumparan) rotor yang dialiri arus ini berada dalam garis gaya fluks yang berasal dari kumparan stator sehingga kumparan rotor akan mengalami gaya Lorentz yang menimbulka torsi yang cenderung menggerakkan rotor sesuai dengan arah pergerakan medan induksi stator.

Medan putar pada stator tersebut akan memotong konduktor-konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus; dan sesuai dengan Hukum Lentz, rotor pun akan turut berputar mengikuti medan putar stator. Perbedaan putaran relatif antara stator dan rotor disebut slip. Bertambahnya beban, akan memperbesar kopel motor yang oleh karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara medan putar stator dan putaran rotor pun akan bertambah besar. Jadi. Bila beban motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun.

Pada rangka stator terdapat kumparan stator yang ditempatkan pada slotslotnya yang dililitkan pada sejumlah kutup tertentu. Jumlah kutup ini menentukan kecepatan berputarnya medan stator yang terjadi yang diinduksikan ke rotornya. Makin besar jumlah kutup akan mengakibatkan makin

kecilnya kecepatan putar medan stator dan sebaliknya. Kecepatan berputarnya medan putar ini disebut kecepatan sinkron. Besarnya kecepatan sinkron ini adalah sebagai berikut. ωsink = 2πf (listrik, rad/dt) = 2πf / P (mekanik, rad/dt) atau: Ns = 60. f / P (putaran/menit, rpm) (3.2) yang mana : f = frekuensi sumber AC (Hz) P = jumlah pasang kutup Ns dan ωsink = kecepatan putaran sinkron medan magnet stator

Prinsip kerja motor induksi berdasarkan macam fase sumber tegangannya dapat dijelaskan lebih lanjut sebagai berikut dibawah ini. Sumber 3 fasa

Bentuk hubungan sederhana kumparan MI 3 fase dengan 2 kutub stator Sumber 3-fase ini biasanya digunakan oleh motor induksi 3-fase. Motor induksi 3-fase ini mempunyai kumparan 3-fase yang terpisah antar satu sama lainya sejarak 120 derajat listrik yang dialiri oleh arus listrik 3-fase yang berbeda fase 120 derajat listrik antar fasenya, sehingga keadaan ini akan menghasilkan resultan fluks magnet yang berputar seperti halnya kutup magnet aktual yang berputar secara mekanik. Bentuk