Motor Listrik Arus Bolak-Balik

Mengukur Kecepatan Putaran

Kecepatan putaran motor sama dengan jumlah putaran motor dalam periode tertentu, misalnya putaran per menit (Rpm) atau kecepatan per detik (Rps). Alat ukur yang digunakan adalah indikator kecepatan sering disebut tachometer (Gambar 5.1). Tachometer ditempelkan langsung pada poros sebuah motor dan dibaca putarannya pada skala yang ada.  Tachometer  yang modern menggunakan prinsip sinar laser, bekerjanya lebih sederhana, yaitu berkas sinar laser ditembakkan pada poros dan display digital akan menunjukkan putaran poros motor.



Mengukur Torsi
Torsi sering disebut momen (M) merupakan perkalian gaya F (Newton) dengan panjang lengan L (meter).
M = F. L (Nm)
Gaya  F yang dihasilkan dari motor listrik dihasilkan dari interaksi antara medan magnet putar pada stator dengan medan induksi dari rotor.
F = B. I. L
Jumlah belitan dalam rotor Z dan jari-jari polly rotor besarnya r (meter), maka torsi yang dihasilkan motor
M = B · I · L · Z · r (Nm)

Hubungan Kecepatan, Torsi, dan Daya Motor
Pengukuran hubungan kecepatan, torsi dan daya motor dilakukan di laboratorium Mesin Listrik. Torsi yang dihasilkan oleh motor disalurkan lewat poros untuk menjalankan peralatan industri. Hubungan antara torsi dan daya motor dapat diturunkan dengan persamaan :
P = M/t, sedangkan M = F.L (Nm)
P = (F.L)/t, sedangkan v = L/t
Dalam satu putaran poros jarak ditempuh :
L = 2 · r · π, sehingga kecepatan
v = n · 2 · r · π
Dengan memasukkan gaya F yang terjadi
pada poros, diperoleh persamaan:
P = n · 2 · r · π · F
Akhirnya diperoleh hubungan daya motor P dengan torsi poros M dengan persamaan:
P = 2 · π · n · M (Nm/menit)
Daya P dalam satuan Nm/menit dipakai jika torsi M yang diukur menggunakan satuan Nm. Dalam satuan daya listrik dinyatakan dalam watt atau kwatt maka persamaan harus dibagi dengan 60 detik dan bilangan 1.000.
P = ((2 · π)/(6.1000)).n.M(kW) dimana 1000 Nm/detik = 1 kW
Persamaan akhir daya P dan torsi M secara praktis didapatkan:
P = n.M/9549 (kW)

Prinsip kerja Motor Induksi

Motor induksi adalah alat listrik yang mengubah energi listrik menjadi  energi mekanik. Listrik yang diubah adalah listrik 3 phasa. Motor induksi sering juga disebut motor tidak serempak atau motor asinkron. Prinsip kerja motor induksi lihat Gambar.
Ketika tegangan  phasa U masuk ke belitan stator menjadikan kutub S (south = selatan), garis-garis gaya mahnet mengalir melalui stator, sedangkan dua kutub lainnya adalah N (north  = utara) untuk  phasa V dan  phasa W. Kompas akan saling tarik-menarik dengan kutub S.
Berikutnya kutub S pindah ke phasa V, kompas berputar 120°, dilanjutkan kutub S pindah ke phasa W, sehingga pada belitan stator timbul medan magnet putar. Buktinya kompas akan memutar lagi menjadi 240°. Kejadian berlangsung silih berganti membentuk medan magnet putar sehingga kompas berputar dalam satu putaran penuh, proses ini berlangsung terus menerus. Dalam motor induksi kompas digantikan oleh rotor sangkar yang akan berputar pada porosnya. Karena ada perbedaan putaran antara medan putar stator dengan putaran rotor, maka disebut motor induksi tidak serempak atau motor asinkron.
Susunan belitan stator motor induksi dengan dua kutub, memiliki tiga belitan yang masing-masing berbeda
sudut 120° Gambar 5.5. Ujung belitan phasa pertama U1-U2, belitan phasa kedua V1-V2 dan belitan phasa ketiga W1-W2.

Contoh:
Motor induksi pada  nameplate  tertera frekuensi 50 Hz, putaran rotor
1.440 Rpm, memiliki jumlah kutub 4 buah. Hitung besarnya putaran medan magnet putar
pada stator dan slip motor induksi tersebut.

Kontruksi Motor Induksi

Konstruksi motor induksi secara detail terdiri atas dua bagian, yaitu: bagian stator dan bagian rotor (Gambar 5.8). Stator adalah bagian motor yang diam terdiri: badan motor, inti stator, belitan stator, bearing, dan  terminal box. Bagian rotor adalah bagian motor yang berputar, terdiri atas  rotor sangkar, dan poros rotor. Konstruksi motor induksi tidak ada bagian rotor yang bersentuhan dengan bagian stator, karena dalam motor induksi tidak komutator dan sikat arang.
Rumus mengitung daya input motor induksi:
P1 =  3  · U · cos ϕ (Watt)
P1 : Daya input (Watt)
U : Tegangan (Volt)
I : Arus (Amper)
cos ϕ : Faktor kerja

Rugi-rugi dan Efisiensi Motor Induksi
Motor induksi memiliki rugi-rugi yang terjadi karena dalam motor induksi terdapat komponen tahanan tembaga dari belitan stator dan komponen induktor belitan stator. Pada motor induksi terdapat rugi-
rugi tembaga, rugi inti, dan rugi karena gesekan dan hambatan angin.
Besarnya rugi tembaga sebanding dengan I2 · R, makin besar arus beban maka rugi tembaga makin besar juga. Daya input motor sebesar P1, maka daya yang diubah menjadi daya output sebesar P2.

Contoh :
Nameplate motor induksi (Gambar 5.11) dengan daya output 5,5 kW, tegangan 400 V dan arus 10,7 A, dan cos ϕ 0,88. Putaran motor 1.425 Rpm. Hitung daya input, efisiensi motor, dan momen torsi motor tersebut.

Karakteristik Torsi Motor Induksi
Karakteristik torsi motor induksi, disebut torsi fungsi dari slip  (T = f(slip)). Garis vertikal merupakan parameter torsi (0–100%) dan garis horizontal parameter slip (1,0–0,0). Dikenal ada empat jenis torsi, yaitu:
1. MA, momen torsi awal,
2. MS, momen torsi pull-up,
3. MK, momen torsi maksimum,
4. MB, momen torsi kerja.


sumber :