Transformator 1 Fasa [PDF]

Citation preview

KONVERSI ENERGI ELEKTRIK



DASAR TRANSFORMATOR



TRANSFORMATOR (Transformer)



TRAFO



Peralatan listrik yang digunakan untuk memindahkan dan merubah energi listrik dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui gandengan magnetik



+ V1 -



TRAFO Primer



+ V2 -



Sekunder



f1 = f2 (Hz.) S1 = S2 (VA) P1 > P2 (W) V1 > V2 Step down V1 < V2 Step up V1 = V 2 Isolasi



JENIS TRANSFORMATOR • Trafo



Daya



• Trafo Tegangan • Trafo Arus • Trafo Pemisah • Trafo Las Listrik • Trafo Kontrol • dll.



Transformator daya (PLN)



5



Transformator pengukuran (trafo instrumen)



(a) Voltage transformer



(b) Current transformer



KONSTRUKSI TRANSFORMATOR 1. Inti besi (baja silikon) 2. Belitan/Kumparan (Tembaga, Aluminium)



3. Isolasi ( email, kertas, kain, minyak isolasi)



TIPE TRANSFORMATOR • Trafo tipe inti (core type)



•Trafo tipe cangkang (shell type)



Tipe inti



Tipe cangkang



Bentuk Inti Besi



Right Hand Rule Hubungan antara arah arus dan arah medan magnet



• Ibu jari menunjukkan arah arus • Jari lainnya menunjukkan arah medan magnet



HUKUM DASAR TRANSFORMATOR • Hukum Maxwell • Hukum Induksi Faraday



Panjang jalur magnetik (L)



1. Gaya gerak magnet (ggm / mmf):







F  H L  NI 2. Gaya gerak listrik (ggl / emf):



d e( t )   N dt



N lilit Luas penampang inti besi(A)



INDUKSI GANDENG I d e1 ( t )   N1 dt



 d e 2 ( t )   N2 dt



3. Hubungan antara arus dan tegangan terinduksi



Inti besi jenuh : dengan betambah besarnya arus maka tegangan terinduksi besarnya hampir tetap



Transformator tanpa beban ggm (N1.Io)



fluksi



( t )   m sin t



Io







 2f



+ -



1. Tegangan terinduksi belitan primer: N1



N2



2. Tegangan terinduksi belitan sekunder:



Rangkaian Ekuivalen Trafo Tanpa Beban Io



Ic V1



Im



Io = Ic + Im



R1 – tahanan belitan primer X1 – reaktansi belitan primer Rc – tahanan pemagnetan Xm – reaktansi pemagnetan Ic – arus rugi inti Im – arus magnetisasi



V1 = E1 + Io (R1 + j X1)



Transformator berbeban I1



I2



+ -



(ZL )



N1



N2



1. Keadaan tanpa beban: I1 = Io 2. Keadaan berbeban:



SIMBOL TRANSFORMATOR



Inti besi



Belitan primer



Belitan sekunder



Problem 1. Transformator 1 fasa, daya 1000VA, Tegangan 220/110 V, 50 Hz Dalam keadaan tanpa beban, Hitung tegangan sisi sekunder (sisi TR) apabila sisi primer (sisi TT) disuplai dengan tegangan : Tegangan 110 V, 50 Hz. Tegangan 220 V, 50 Hz. Tegangan 330 V, 50 Hz.



E1  220 , E 2  110 E 220 a 1  2 E2 110



V1 = 110, maka: V1 = 220, maka:



Trafo ideal :



V1 V  a  V2  1 V2 a



V1 110   55 volt a 2 V 220 V2  1   110 volt a 2 V2 



V1 = 330, maka: V2  V1  330  165 volt  ??? a 2



2. Trafo 1 fasa, daya 20 kVA, tegangan 2000/200 V, 50 Hz. Diketahui jumlah lilitan sekunder 66 • Hitung jumlah lilitan primer • Arus beban penuh (nominal) sisi primer dan sekunder E1  2000 , E 2  200 E1 2000 a   10 E2 200 E1 N1 E   N1  1 x N2 E 2 N2 E2 N1 



2000 x 66  66 lilit 200



20000 I1 (nom.)   10 A 2000 20000 I2 (nom.)  100 A 200



3. Transformator dengan daya 10 kVA, tegangan 2200/220 V, 50 Hz. Arus penguat 0,60 A dan rugi inti besi 360 watt, apabila sisi TT disuplai tegangan nominal. • Hitung arus pemagnitan • hitung arus rugi inti besi V1  E1  2200 volt Io ( R1  j X1 )  diabaikan



Pc  Ic2 R c  E1 Ic Ic 



Pc 360   0,164 A E1 2200



Io  Ic  Im Im 



Io2  Ic2



Im 



0,6 2  0,164  0,576 A



SOAL Trafo 1 fasa, daya 5000 VA, tegangan 2300 V / 230 V, frek. 50 Hz. Data hasil pengukuran sebagai berikut : Arus tanpa beban Io = 0,30 A, rugi inti besi Pc = 40 W, Tahanan belitan primer R1 = 5 ohm dan reaktansi belitan primer X1 = 25 ohm. 1. Hitung arus nominal (arus beban penuh) transformator. 2. Dalam keadaan trafo tanpa beban, belitan primer disuplai dengan tegangan 2300 V, hitung tegangan sisi sekunder a). Asumsikan trafo ideal b). Trafo sebenarnya



Pada transformator keadaan tanpa beban, buktikan bahwa, apabila trafo disuplai sumber tegangan DC, dibanding dengan trafo disuplai sumber tegangan AC, maka:



Io (DC) >> Io (AC) Misalkan : V(DC) = 100 volt V(AC) = 100 volt



Terima kasih