Laporan Praktikum Motor AC 3 Phase - Dikonversi [PDF]

Citation preview

Nama Percobaan



: Praktikum Rangkaian Motor DC Daya Besar



Nomor Percobaan



:4



Tanggal



: 3 Desember 2019



Tempat



: Lab. Elektrikal Jurusan Teknik Elektro POLINES



Waktu



: Jam ke 6 – 8



Dosen Pengampu



: Djodi Antono., B.Tech., M.Eng.



Mata Kuliah



: Praktek Mesin Listrik Terapan



LAPORAN 04 PRAKTIK MESIN LISTRIK TERAPAN MOTOR AC 3 PHASA



Disusun Oleh : Nama : Danis Alfalfa Kelas : MS 3 A No. Absen : 04



JURUSAN TEKNIK MESIN PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN PRODUKSI DAN PERAWATAN POLITEKNIK NEGERI SEMARANG SEMARANG 2019



1. PENDAHULUAN Kemajuan industri di negara kita mengalami perkembangan yang pesat, baik pada perindutrian besar maupun perindustrian yang kecil. Sejalan dengan perkembangan tersebut kebutuhan akan peralatan produksi yang tepat sangat diperlukan agar dapat meningkatkan efisiensi waktu dan biaya. Sebagian besar dari peralatan industri menggunakan tenaga listrik sebagai penggerak utama, salah satunya motor induksi. Motor induksi yang umum dipakai adalah motor induksi 3-phase dan motor induksi 1phase. Motor induksi 3-phase dioperasikan pada sistem tenaga 3-phase dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri dengan kapasitas yang besar. Motor induksi 1phase dioperasikan pada sistem tenaga 1-phase dan banyak digunakan terutama untuk peralatan rumah tangga seperti kipas angin, lemari es, pompa air, mesin cuci dan sebagainya karena motor induksi 1-phase mempunyai daya keluaran yang rendah. Motor listrik 3 phase adalah motor yang bekerja dengan memanfaatkan perbedaan fasa pada sumber untuk menimbulkan gaya putar pada bagian rotornya. Perbedaan fasa pada motor 3 phase didapat langsung dari sumber. Hal tersebut yang menjadi pembeda antara motor 1 fasa dengan motor 3 phase.pada praktikum ini akan membahas tentang motor ac 3 phase putar kanan dan putar kiri 2. DASAR TEORI A. Pengertian Motor induksi 3 Phase Motorinduksi adalahsuatumesinlistrikyangmerubahenergilistrikmenjadi energigerak dengan menggunakan gandengan medan listrik dan mempunyai slip antara medan stator dan medan rotor. Motor induksi 3 phase dioperasikan pada sistem tenaga 3 phase dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri dengan kapasitas yang besar. motor induksi tiga fasa memiliki konstruksi yang hampir sama dengan motor listrik jenis lainnya. Motor ini memiliki dua bagian utama, yaitu stator yang merupakan bagian yang diam, dan rotor sebagai bagian yang berputar sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 1, Antara bagian stator dan rotor dipisahkan oleh celah udara yang sempit, dengan jarak berkisar dari 0,4 mm sampai 4 mm. (Marappung M, 1998)



Gambar 1. Penampang Stator dan Rotor Motor Induksi Tiga Fasa



B. Prinsip kerja Motor AC Tiga Phase Motor induksi bekerja berdasarkan induksi elektromagnetik dari kumparan stator kepada kumparan rotornya. Bila kumparan stator motor induksi 3 phasa yang dihubungkan dengan suatu sumber tegangan 3 phasa, maka kumparan stator akan menghasilkan medan magnet yang berputar. Garis-garis gaya fluks yang diinduksikan dari kumparan stator akan memotong kumparan rotornya sehingga timbul gaya gerak listrik (Emf) atau tegangan induksi. Karena penghantar (kumparan) rotor merupakan rangkaian yang tertutup, maka akan mengalir arus pada kumparan rotor. Kumparan rotor yang dialiri arus ini berada dalam garis gaya fluks yang berasal dari kumparan stator sehingga kumparan rotor akan mengalami gaya Lorentz yang menimbulkan 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. Dan apabila sumber tegangan tiga fasa dihubungkan ke terminal stator maka pada kumparan tegangan (stator) akan timbul arus yang menghasilkan fluksi. (Heri Haryanto, 2011)



C. Keunggulan dan kelemahan motor induksi 3 phase 1. Keuunggulan  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. Kerugian  Kecepatan tidak mudah dikontrol  Power faktor rendah pada beban ringan  Arus start biasanya 5 sampai 7 kali dari arus nominal



D. 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. 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. Stator merupakan bagiandarimesinyangtidakberputardanterletakpada bagianluar.Dibuatdaribesibundarberlaminasidan mempunyai alur-alur sebagai tempat meletakkan kumparan



Gambar 2.4 Konstruksi stator Dalam alur-alur stator diletakkan belitan stator yang posisinya saling berbeda satu dengan lainnya, sesuai dengan fase derajat listrik yaitu 120° antar fase (motor 3 fase). Jumlah gulungan pada stator dibuat sesuai dengan jumlah kutub dan jumlah putaran yang diinginkan atau ditentukan. Khusus untuk Stator pada motor-motor listrik dengan ukuran kecil dibentuk dalam potongan utuh. Sedangkan untuk motormotor dengan ukuran besar adalah tersusun dari sejumlah besar segmen-segmen laminasi.



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. Menurut jenis rotor pada motor induksi dibagi menjadi 2 (dua) bagian, yaitu: a. Rotor Sangkar Tupai (Squirrel Cage Rotor)



Motor induksi jenis rotor sangkar lebih banyak digunakan daripada 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.



Gambar 2.5 Rotor sangkar Tupai



b. Rotor Belitan (Wound Rotor) Rotor lilit terdiri atas belitan fasa banyak, belitan ini dimasukkan ke dalam alur-alur inti rotor. Belitan ini sama dengan belitan 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. Belitan-belitan yang terpasang pada rotor telah diisolasi sebagaimana belitan yang terdapat pada stator. Belitan yang ada pada rotor diletakkan juga pada alur-alur rotor dan pada setiap ujungnya dihubungkan secara langsung pada cincin (slipring) yang posisinya dibagian depan dari rotor serta menjadi satu dengan poros. Belitan rotor ini di desain sama dengan kutub yang dimiliki belitan statornya dan selalu dalam bentuk belitan 3 phase sekalipun statornya hanya 2 phase. Pengaturan belitan/gulungan/kumparan dilakukan untuk masing-masing fase adalah sama. Sedangkan pada ujung-ujung dari masing kumparan/fase yang keluar dihubungkan ke 3 buah cincin (slipring) berdasarkan jumlah fasenya. Konstruksi slip ring terhubung secara langsung dengan masing-masing sikat. Dengan demikian, maka pada jenis ini dapat dihungkan secara langsung ke ”Tahanan luar” guna keperluan pengasutan.



Gambar 2.6 Rotor berlian



3. GAMBAR RANGKAIAN



Gambar 3.1 rangkaian motor AC satu Phase



4. DATA PERCOBAAN



Gambar4.1MotorAC3Phaseputarkanan



Gambar 4.2 Motor AC 3 Phase Putar kiri



5. ANALISA Motor listrik induksi tiga phase medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga phase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik, dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp (Parekh, 2003). Pada motor induksi tiga phase, ketika stator dicatu dengan tegangan AC 3 phase, maka pada kumparan- kumparan stator akan timbul suatu medan putar. Flux yang dihasilkan oleh medan putar ini akan memotong kumparan-kumparan pada rotor dan menimbulkan arus induksi pada rotor.



Arus induksi yang mengalir ini akan mengakibatkan timbulnya medan pada rotor. Interaksi medan rotor dengan medan putar pada stator ini menimbulkan suatu torsi yang menyebabkan rotor berputar searah dengan arah medan putar stator.



Pada gambar diatas terlihat kalau motor akan berputar ke kanan (forward) jika terminal belitan/winding motor menerima tegangan RST dengan R terhubung dengan U, S terhubung dengan V dan T terhubung dengan W. Dan motor akan berputar ke arah sebaliknya (reverse) jika terminal winding motor menerima tegangan RST dengan R terhubung dengan U, S terhubung dengan W dan T terhubung dengan V. Dengan kata lain tegangan RST dibalik menjadi RTS. Membalik dengan polaritas yang lain juga bisa, seperti R dengan S, atau R dengan T. Untuk mengubah atau membalik polaritas tegangan RST itu biasanya digunakan rangkaian pengendali mekanik dan magnetik yaitu rangkaian kontaktor. Dan sebagai pengaman motor dipasang juga pelindung motor (thermal overload). Perhatikan gambar diagram utama/daya forward reverse berikut ini.



Gambar diatas menunjukkan bahwa motor akan berputar ke kanan(forward), jika K1 bekerja. Saat kontaktor 1 bekerja, tegangan RST akan masuk ke motor secara berurutan. Dan gambar diatas juga menjelaskan kalau motor akan berputar ke kiri(reverse)



6. KESIMPULAN Pada motor AC tiga fasa terdapat tiga belitan statornya yang menghasilkan medan putar dan pada rotor sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan putaran. Sedangkan pada motor satu fasa memiliki dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama dan belitan fasa bantu. Motor listrik 3 phase memiliki kemampuan daya yang tinggi, diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini. Pada motor induksi tiga phase, ketika stator dicatu dengan tegangan AC 3 phase, maka pada kumparan-kumparan stator akan timbul suatu medan putar.



DAFTAR PUSTAKA Basri, Hasan, 1997, Sistem distribusi daya listrik, Jakarta: ISTN. Djoekardi, Djuhana, 1996, Mesin - mesin Listrik Motor Induksi, Jakarta: Penerbit Universitas Trisakti. Lister, Eugene C.1993. Motor dan Rangkaian Listrik.Jakarta: Erlangga Siswoyo.2008.Teknik Listrik Industri Jilid 2.Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Sumanto,M.A Drs.1995. Motor listrik arus bolak-balik .Yogyakarta: Andi Offset



Marappung M, 1998, Teknik Tenaga Listrik, Armico, Bandung. Heri Haryanto, 2011, Pembuatan Modul Inverter Sebagai Kendali Kecepatan Putaran Motor Induksi, Jurnal Ilmiah , Vol 4 No. 1, April 2011: 149-159.