SERI KULIAH MESIN-MESIN LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS ANDALAS

MEI 2008

MESIN INDUKSI

Refdinal Nazir

Oleh

• Sumber Pustaka: [1]. PC. Sen, “Princples of Electric Machines and Power Electronics”, John Wiley

& Son, 1987.

[2]. B.L. Theraja & A.K. Theraja, “ A Text-Book of Electrical Technology”,

Nirja Construction & Development Co., 1991.

[3]. MG. Say, “Alternating Current Machines”, Pitman, 1976.

[5]. Peter Pichler, Peter Ebner & Helmut Weiss, “Demand-based Induction Motor

Design for Diverging Electrical Vehicle Applications Powered by Battery”,

Department of Electrical Engineering University of Leoben Austria,

[6]. IEEE Power Engineering Society, “IEEE Standard Test Procedur for Polyphase

Induction Motors Generators”, IEEE 2001.

[7]. Ali Emadi, “ENERGY-EFFICIENT ELECTRIC MOTORSThird Edition, Revised

and Expanded”, MARCEL DEKKER, INC, New York, 2005.

Materi Kuliah Ke-4

• Motor Induksi 1

Fasa

• Generator

Induksi

Motor Induksi 1- Fasa

• Secara umum motor induksi 1-fasa adalah motor

dengan kapasitas kecil (<1kw).

• Jenis motor ini banyak digunakan pada peralatan

rumah tangga, perkantoran, toko maupun pabrik.

• Pengunaan dari motor banyak ditemukan pada

beberapa peralatan seperti berikut ini; mesin cuci,

blender, joice maker, hand tools dan record player.

Perbandingan Motor Induksi 1- Fasa

& 3-Fasa

• Rugi-rugi Daya Pada Motor induksi lebih besar

dibanding motor induksi 3-fsa.

• Motor induksi 1-fasa memiliki torka starting sama

dengan nol.

Perbandingan Losses

Motor Induksi 1- Fasa & 3-Fasa

Karakteristik Motor Induksi 1- Fasa

tN

tN

t cos2

Im.cos

2

Im.,

tN

cos2

Im.

tN

cos2

Im.

Ggm yang dibangkitkan oleh motor induksi 1-fasa:

( θ ) = Nsiscos θ

Besar arus stator

is = Imcos ωt

Sehingga ggm-nya menjadi

( θ , t ) = NsIm cos θ cos ωt

atau :

dimana :

= gelombang arah maju (berlawanan dengan arah jarum jam )

= gelombang arah mundur ( searah jarum jam )

Karakteristik Motor Induksi 1- Fasa (2)

Tf = torka arah maju

Tb = torka arah mundur

Te

s 0

Tf

1 2

Tb

Tm

Tm = Tf+Tb

Rangkaian Ekivalen

Motor Induksi 1-Fasa Rangkaian Ekivalen Rotor

Slip Arah maju :

s

n

nns

r

rsf

jX2’

R2’/sf

I2’

jX2’

R2’/sb

I2’

Arah maju Arah mundur

s

rs

s

rsb

n

nn

n

nns

)(

s

rss

n

nnn

2

s

rs

s

s

n

nn

n

n2

Slip Arah mundur :

s

rss

n

nnn

2

s

rs

s

s

n

nn

n

n2

= 2 – s

R2’/s

R2’/(2-s)

j0,5X2’

j0,5X2’

jX1

jXm/2

jXm/2

R1

V1

Rangkaian Ekivalen Rotor Motor Induksi 1-Fasa

Motor Induksi 1-Fasa

Resistance – start (split-phase)

0 s

V1

I1

Ia

Im

• Motor ini seolah-olah dioperasikan sebagai

motor induksi 2-fasa.

• Kumparan utama mempunyai resistansi lebih

kecil dsbandingkan resisistansi kumparan

pembantu.

• Im resistansinya lebih kecil sehingga mendekati

sifat induktif, Ia resistansinya lebih besar

sehingga mendekati sifat resistif

Kumparan pembantu hanya

digunakan pada waktu start, setelah

mencapai 80 % dari putaran nominal

maka rangkaian tersebut dilepas.

V1

Ia

Iu

S

Kumparan utama

Kumparan pembantu

I1

Motor Induksi 1-Fasa

Capacitor starting

• Pada jenis motor ini, kumparan pembantu

dilengkapi dengan kapasitor starting.

•Kapasitor starting dilepas dengan cara

membuka switch pada saat putaran motor

sudah mencapai 75% putaran nominal.

Karena adanya penambahan

kapasitor maka :

Ia akan mendahului V1

V1

Ia

Iu

I1

Capacitor starting

Ia

Iu

I1

V1

Motor Induksi 1-Fasa

Capacitor Running

Capacitor runing V1

I1 Ia

Iu

Te

s 1 0

Seperti motor induksi 2 phasa, rangkaian

kapasitornya bersifat permanen

Motor Induksi 1-Fasa

Capacitor-Start, Capacitor-Run

Generator Induksi

Mesin Induksi berfungsi generator akan mempunyai slip negatif atau putaran rotor

lebih besar dari putaran sinkron.

Generator Induksi Rotor Sangkar

Generator Induksi

Rotor Sangkar

Generator Induksi

Rotor SangkarTurbin Turbin

Pm

Pl

Qe

Kapasitor Eksitasi Beban

Ql

Mesin Induksi

A. Penguatan Sendiri

Generator Induksi Rotor Sangkar

B. Penguatan Jala-Jala

Sistem Grid

3 ~

Sistem Grid

3 ~Generator Induksi

Rotor Sangkar

Generator Induksi

Rotor SangkarTurbin Turbin

Pm Pl

Qe

Mesin Induksi

Generator Induksi Rotor Belitan

A. Penguatan Sendiri

Generator Induksi

Rotor Belitan

Generator Induksi

Rotor BelitanTurbin Turbin

Pm

Pls

Qes

Kapasitor Eksitasi

StatorBeban

Ql

Beban Kompesasi

Kapasitor Eksitasi

Rotor

Qer

Plr

Generator Induksi Rotor Belitan

B. Penguatan Jala-Jala

Plr

Sistem Grid

3 ~

Sistem Grid

3 ~

Generator Induksi

Rotor Belitan

Generator Induksi

Rotor BelitanTurbin Turbin

Pm

Pl

Qer

~

-~

-

Qes

KonverterKonverter

Efek Pembebanan Pada Generator Induksi (1)

sg

cs

1

CX

mgm LX gg 2 f

-jXcs jXm Rc

jXs

Rls

Rs jX’r R’r /s

Vt Es

Ics

Ils Is

Rs, Xs, X’r <<

0tt YV; ;

Vt Rls -jXcs

Rc jXm

R’r /s Is Ils

Ics

Es

0t Y0tV

0111

mg

sg'

2cls

LCj

R

s

RR

cls

cls

'

2 )(

RR

RRRs

s

2

g

2

s

2

g

m4

11

CfCL

Efek Pembebanan Pada Generator Induksi (2)

cls

cls

'

2 )(

RR

RRRs

g

rg2

p

s

60

2 rr

N

ls

'

2

c

'

2

cls

cls

'

2

g

1120)(

1120R

R

R

R

pN

RR

RRR

pNf rr

Frekuensi yang dibangkitkan oleh generator induksi tidak hanya ditentukan putaran rotor, Nr, akan

tetapi dipengaruhi oleh R2, Rc dan tahanan beban Rls.

lsR

c

'

2

g

1120R

R

pNf r

Aplikasi Generator

Pembangkit Listrik Skala Kecil :

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH)

Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTAg)