Pasukan Semut Perang: LAPORAN PRAKTIKUM MESIN LISTRIK JOB 3

LAPORAN

PRAKTIKUM MESIN LISTRIK

NAMA : MUHAMMAD ANWAR RAHMANTO

NIM : 3.39.11.0.16

JUDUL : SINKRONISASI MOTOR

NOMOR : SMG EL JOS 04 – 405a

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

TAHUN 2013

LAPORAN

NAMA : MUHAMMAD ANWAR RAHMANTO

NIM : 3.39.11.0.16

JUDUL : SINKRONISASI MOTOR

NOMOR : SMG EL JOS 04 – 405a

PENDAHULUAN

Motor Sinkron adalah motor arus bolak-balik (AC) yang bekerja dengan penggerak mula sebagai pemutar awal pada rotornya hingga kecepatan putar sama dengan kecepatan putar kutub khayal pada statornya. Pada keadaan ini motor pemutar akan mati, sehingga putaran motor pada motor sinkron terjadi akibat gaya tarik-menarik magnetik antara kutub-kutub khayal yang berputar di dalam stator.

Motor arus bolak-balik (motor AC) berfungsi untuk mengubah energi listrik arus bolak-balik menjadi energi gerak atau energi mekanik berupa putaran rotor. Salah satu jenis motor arus bolak-balik adalah motor sinkron/serempak tiga phasa. Dikatakan motor sinkron tiga phasa karena motor ini beroperasi pada sumber tegangan tiga phasa. Dan dikatakan motor sinkron karena putaran medan stator (medan putar) dan putaran rotor serempak/sinkron. Motor sinkron pada pengoperasiannya tidak dapat melakukan start awal (self starting), oleh karena itu motor sinkron tiga phasa membutuhkan penggerak mula (prime mover) untuk memutar medan pada stator sampai pada kecepatan putar medan putar stator. Pada motor sinkron, perubahan beban tidak mempengaruhi kecepatan putar motor karena ketika motor masih bekerja maka rotor akan selalu terikat atau terkopel secara magnetis dengan medan putar dan dipaksa untuk berputar dengan kecepatan sinkronnya. Karena demikian, motor sinkron biasanya digunakan pada sistem operasi yang membutuhkan kecepatan konstan dengan beban yang berubah-ubah. Contohnya Rolling Mills, Mesin Penghancur (Crusher), Pulp Grinders, Reciprocating Pump dan lain-lain.

Motor Sinkron menurut penggunaannya dapat didefinisikan sebagai motor yang mendapatkan masukan dari tenaga listrik untuk menghasilkan putaran atau untuk memperbaiki cos phi.

Prinsip kerja Motor Sinkron, mula-mula lilitan stator pada motor sinkron diberi arus dengan tegangan 3 phase sehingga akan membangkitkan medan magnet putar. Walaupaun sudah ada medan magnet putar pada stator, akan tetapai medan magnet tersebut tidak dapat menginduksi rotor karena adanya perbedaan kecepatan putar antara rotor dan stator. Agar rotor dapat terinduksi oleh medan magnet stator dan terjadi gaya tarik atau kopel antara stator dan rotor maka rotor dipicu gerakannya agar dapat berputar mendekati kecepatan sinkron dari stator.

Beberapa cara untuk menstart motor sinkron agar putarannya mencapai kecepatan adalah dengan menggunakan motor induksi pembantu kecil yang dipasangkan sementara pada rotor sampai rotor mencapai kecepatan sinkron. Cara yang kedua adalah dengan menggunakan lilitan sangkar tupai yang ditanamkan pada muka kutub motor. Akan tetapi cara yang paling sering digunakan adalah dengan menggunakan lilitan sangkar tupai yang ditanamkan pada muka kutub rotor. jadi motor distart seperti motor induksi dan dipercepat mendekati kepesatan sinkron. Pada saat yang tepat, arus medan DC dikenakan pada rotor dan motor menuju ke sinkronisme dimana kecepatan putar rotor sama dengan stator.

Besarnya gaya tarik atau kopel yang dihasilkan oleh motor ketika menuju ke sinkronisme disebut kopel masuk/ pull in torque. Besarnya kopel tarik yang dihasilkan oleh motor sinkron bervariasi tergantung dari pemakaian motor tersebut. Selama periode start, jika rotor diam atau mempunyai kecepatan yang kurang dari kecepatan sinkron, maka medan magnet putar cepat memotong medan magnet DC dan menginduksi GGL medan magnet DC. Karena kumparannya memiliki banyak lilitan, maka GGL induksinya pun semakin besar. GGL induksi yang besar ini akan membahayakan motor karena motor dapat terbakar. Untuk mengatasinya dapat diatasi dengan cara menghubung-singkatkan lilitan melalui resistor pengosong medan. Resistor ini dapat dilepas saat motor mendekati kepesatan sinkronnya.

Motor sinkron berkepesatan rendah yang dilengkapi dengan lilitan sangkar tupai distart pada tegangan penuh. Sedangkan motor sinkron berkepesatan tinggi distart pada tegangan tidak penuh dengan menggunakan auto-transformator. Dalam pen-start motor sinkron, kontaktor saluran memberikan energi pada lilitan stator, kemudian menghubung-singkatkan lilitan magnet melalui resistor pengosong medan selama waktu start dan akan membuka setelah motor mendekati kepesatan sinkron. Setelah motor mempercepat sampai 95% dari kepesatan sinkronnya, penyinkron dalam pen-start memberi energi pada medan motor. Alat pelindung pada pen-start motor sinkron akan memutus catu daya jika lilitan sangkar tupai menjadi panas karena waktu penstartan yang terlalu lama dan jika motor harus dikeluarkan dari sinkronisme dan terus berjalan sebagai motor induksi.

Setelah terjadi gaya tarik atau kopel antara rotor dan stator maka motor sinkron dapat berputar. Jika motor stator menerima beban berlebih, maka sudut kopel akan semakin besar dan tidak akan lagi terbentuk kopel atau gaya tarik antara stator dan rotor akibatnya putaran motor sinkron langsung terhenti.

Dengan demikian kita perlu mempelajari konsep dari motor sinkron, dimana motor sinkron ini dapat menjadi suatu pilihan yang tepat untuk sistem operasi yang membutuhkan kecepatan yang konstan dengan beban yang berubah-ubah.

Rotor pada motor ada dua type yaitu salient pole ( menonjol ) dan non salient pole ( tidak menonjol ) dan terdiri dari kutub menonjol yang juga dibeliti dengan lilitan untuk eksitasi DC dari luar. Kumparan dari lilitan excitasi ini dihubungkan dengan slip ring untuk dihubungkan dengan sumber eksitasi DC dari luar.

DASAR TEORI

Synchronous motor adalah motor AC tiga-fasa yang dijalankan pada kecepatan sinkron, tanpa slip.Motor sinkron merupakan motor arus bolak-balik ( AC ) yang penggunaannya tidak seluas motor asinkron. Secara umum penggunaan motor sinkron difungsikan sebagai generator, akan tetapi motor sinkron tetap digunakan oleh industri yang membutuhkan ketelitian putaran dan putaran konstan. Sebuah motor sinkron selalu beroperasi pada kecepatan konstan, pada kondisi tidak berbeban. Tetapi apabila motor diberi beban, maka motor akan selalu akan berusaha untuk tetap pada putaran konstan. Dan motor akan melepaskan kondisi sinkronnya apabila beban yang ditanggung terlalau besar ( Torsi Pull-out ). Motor sinkron memeiliki kekurangan didalam melakukan start dengan sendirinya. Karena tidak memiliki torsi start awal, oleh karena itu motor sinkron memerlukan beberapa alat bantu untuk membantu didalam start awal sehingga masuk didalam kondisi sinkron. Pada sebuah induksi motor, rotor harus memiliki slip. Kecepatan rotor harus kurang atau terlambat dari perputaran fluks stator supaya arus diinduksikan ke rotor. Jika induksi rotor motor tersebut itu bertujuan untuk mencapai kecepatan sinkron, maka tidak ada garis gaya yang memotong melalui rotor, sehingga tidak ada arus yang akan diinduksikan ke rotor dan tidak ada torsi yang akan dikembangkan.

Motor sinkron pada umumnya tidak dapat berputar sendiri pada waktu asutan, tetapi harus diputar dahulu dengan motor bantu, sampai mendekati/mencapai kecepatan sinkron; barulah kemudian eksitasi dimasukan.

Pada motor sinkron disamping sebagai motor penggerak, sering pula dipergunakan sebagai perbaikan faktor daya; yaitu dengan jalan memberi penguatan lebih pada motor tersebut.

Dimana hal ini dapat dilihat pada diagram V yaitu diagram yang terbuat dari arus rotor sebagai fungsi arus eksitasi = f (Im) ; seperti terlihat pada gambar.