PENGEREMAN DINAMIK PADA MOTOR INDUKSI TIGA FASA

PENGEREMAN DINAMIK PADA
MOTOR INDUKSI TIGA FASA

Agung Warsito, Mochammad Facta, M Anantha BPa.warsito@elektro.ft.undip.ac.id,facta@elektro.ft.undi.ac.id Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik,Universitas Diponegoro


Abstrak

Motor induksi tiga fasa banyak digunakan oleh dunia industri karena memiliki beberapakeuntungan antara lain motor ini sederhana, murah dan mudah pemeliharaannya. Pada penggunaan motor induksi sering dibutuhkan prosesmenghentikan putaran motor dengan cepat,terutama aplikasi untuk konveyor. Untuk menghentikan putaran rotor, torsi pengereman diperlukan yang dapat dihasilkan secara mekanik maupun secara elektrik. Pengereman untuk menghentikan putaran motor induksi dapat dirancang secara dinamik, yaitu sistem pengereman yang dilakukan dengan membuat medan magnetik motor stasioner. Keadaan tersebut dilaksanakan dengan menginjeksikan arus DC pada kumparan stator motor induksi tiga fasa setelah hubungan kumparan stator dilepaskan dari sumber tegangan suplai AC. Metode pengereman dinamik memiliki keuntungan antara lain kemudahan pengaturan kecepatan pengereman
terhadap motor induksi tiga fasa dan kerugian mekanis dapat dikurangi. Dengan mengaplikasikan pengereman dinamik pada motor induksi tiga fasa didapatkan hasil proses menghentikan putaran motor induksi lebih cepat dibandingkan tanpa pengereman
dinamik

I. PENDAHULUAN

Motor induksi tiga fasa banyak digunakan oleh dunia industri karena memiliki beberapa keuntungan. Keuntungan yang dapat diperoleh dalam pengendalian motor–motor induksi tiga fasa yaitu, struktur motor induksi tiga fasa lebih ringan (20% hingga 40%) dibandingkan motor arus searah (DC) untuk daya yang sama, harga satuan relatif lebih murah, dan perawatan motor induksi tiga fasa lebih hemat. Pengereman pada motor induksi tiga fasa,secara umum masih menggunakan metoda yang sederhana, dengan cara pengereman mekanik dimana torsi pengereman dihasilkan oleh peralatan pengereman yang berupa sepatu rem dan drum yang terpasang pada poros rotor. Pada pengereman ini
energi putar dari rotor dikurangi dengan cara menekan poros rotor menggunakan sepatu rem. Pengereman secara mekanik membutuhkan jadwal pemeliharaan teratur karena terdapat rugi – rugi mekanis seperti gesekan yang menimbulkan panas dan menghasilkan debu akibat gesekan. Pengereman untuk menghentikan putaran motor induksi dapat dirancang secara dinamik, yaitu menggunakan sistem pengereman yang dilakukan dengan membuat medan magnetik motor stasioner. Keadaan tersebut dilaksanakan dengan menginjeksikan arus DC pada kumparan stator motor induksi tiga fasa setelah hubungan kumparan stator dilepaskan dari sumber tegangan suplai AC. Metode pengereman dinamik (dynamic braking) memiliki keuntungan antara lain kemudahan pengaturan kecepatan pengereman terhadap motor induksi tiga fasa.

II. DASAR TEORI
2.1 Motor Induksi [1,3]

Pada motor induksi arus rotor bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar yang dihasilkan oleh stator.

2.2 Konstruksi Motor Induksi Tiga Fasa[1,3]

Motor induksi tiga fasa memiliki dua komponen
dasar yaitu stator dan rotor, bagian rotor dipisahkan dengan bagian stator oleh celah udara yang sempit (air gap) dengan jarak antara 0,4 mm sampai 4 mm. Tipe dari motor induksi tiga fasa
berdasarkan lilitan pada rotor dibagi menjadi dua macam
yaitu rotor belitan (wound rotor) adalah tipe motor induksi yang memiliki rotor terbuat dari lilitan yang sama dengan lilitan statornya dan rotor sangkar tupai (Squirrel-cage rotor) yaitu tipe motor induksi dimana konstruksi rotor tersusun oleh beberapa batangan logam yang dimasukkan melewati slot-slot yang ada pada rotor motor induksi, kemudian setiap bagian disatukan oleh cincin sehingga membuat batangan logam terhubung singkat dengan batangan logam yang lain.

2.3 Beban Motor Induksi Tiga Fasa

Dalam melaksanakan pengujian pengereman dinamik digunakan dinamometer DC (generator-motor1Transmisi, Vol. 11, No. 1, Juni 2006 : 1 - 5arus searah) sebagai beban motor induksi. Dinamometer DC dalam percobaan berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi
listrik.

2.4 Pengereman pada Motor listrik[6,8,10,14]

Pengereman secara elektrik, torsi pengereman dihasilkan berdasarkan nilai arus injeksi yang diberikan pada belitan stator. Pada pengereman secara elektrik energy putaran rotor diubah menjadi energi elektrik yang kemudian dikembalikan ke suplai daya, atau dengan memberikan suatu medan magnet stasioner
pada stator sehingga putaran rotor akan berkurang dengan sendirinya, pengereman secara elektrik lebih halus dan tidak ada hentakan yang terjadi.
Pengereman secara elektrik tidak dapat menghasilkan torsi untuk menahan beban dalam keadaan sudah berhenti dan membutuhkan sumber energi listrik untuk mengoperasikannya.

2.5 Pengereman Dinamik

Pengereman dinamik digunakan untuk menghentikan putaran rotor motor induksi. Tegangan pada stator diubah dari sumber tegangan AC menjadi tegangan DC dalam waktu yang sangat singkat. Torsi yang dihasilkan dari
pengereman tergantung pada besar arus DC yang
diinjeksikan pada belitan stator. Pada gambar 2.1. menunjukkan bentuk rangkaian pengereman dengan injeksi arus searah pada motor induksi tiga fasa.
Trafo Step Down Stator Motor K1M 3~K2 Penyearah

Pengereman dinamis dengan injeksi arus searah pada motor induksi tiga fasa. Arus searah yang diinjeksikan pada kumparan stator akan mengembangkan medan stasioner untuk menurunkan tegangan pada rotor. Oleh karena kumparan rotor terhubung singkat, arus yang mengalir menghasilkan medan magnet. Medan magnet akan berputar dengan kecepatan yang sama dengan rotor tetapi dengan arah yang berlawanan untuk menjadikan stasioner terhadap stator. Interaksi medan resultan dan gerak gaya magnet rotor akan mengembangkan torsi yang berlawanan dengan torsi motor sehingga pengereman terjadi. Torsi pengereman yang dihasilkan tergantung pada besarnya arus injeksi DC pada belitan stator, karena torsi pengereman sebanding dengan arus injeksi. Sedangkan nilai tahanan (R) berpengaruh pada nilai kecepatan torsi pengereman terjadi. Semakin kecil nilai tahanan (R), semakin cepat torsi pengereman terjadi.

2.6 Penyearah Penuh Satu Fasa
Penyearah yang dipakai pada alat ini adalah penyearah gelombang penuh dengan menggunakan transformator step down dan mempunyai keluaran tegangan DC positif. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan menggunakan transformator step down.
Pada saat setengah siklus positif dioda D2 dan D3
akan konduksi untuk menghasilkan satu siklus positif
dan pada siklus negatip dioda D4 dan D1 akan konduksi
untuk menghasilkan satu siklus negatif.

3.1.Pengujian Lama Waktu Berhenti Motor Induksi
Tiga Fasa tanpa Pengereman Dinamik
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui lama waktu berhenti motor induksi tiga fasa tanpa pengereman dinamik. Hasil pengujian ini untuk mengetahui selisih 2
Pengereman Dinamik Pada Motor Induksi Tiga Fasa (A. Warsito, M. Facta, M Anantha BP) lama waktu berhenti dengan dan tanpa pengereman dinamik.

3.3.Pengujian Lama Waktu Berhenti Motor Induksi
Tiga Fasa dengan Pengereman Dinamik
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui lama
waktu berhenti motor induksi tiga fasa dengan
pengereman dinamik. Hasil percobaan ini untuk
mengetahui selisih lama waktu berhenti dengan dan
tanpa pengereman dinamik.

IV. KESIMPULAN
Dari hasil pengujian dapat ditarik kesimpulan sebagai
berikut :

1. Waktu berhenti motor induksi tanpa pengereman dinamik semakin lama jika tegangan belitan stator bertambah besar dan waktu berhenti berkurang jika
beban lampu bertambah besar.

2. Waktu berhenti motor induksi belitan stator hubung
\ bintang konfigurasi A, B dan E dengan pengereman inamik berkurang jika arus injeksi dc, tegangan belitan stator dan beban lampu bertambah besar.

3. Waktu berhenti motor induksi belitan stator hubung
segitiga konfigurasi C, D dan F dengan pengereman dinamik berkurang jika arus injeksi dc, tegangan belitan stator dan beban lampu bertambah besar.

4. Waktu berhenti motor induksi dengan pengereman
dinamik berkurang dibandingkan tanpa pengereman
dinamik.

5. Pengereman dinamik konfigurasi A, B, E untuk
belitan stator hubung bintang cenderung mempunyai
karakteristik yang sama

6. Pengereman dinamik konfigurasi F untuk belitan
stator hubung segitiga cenderung mempunyai
karakteristik yang lebih baik dibanding konfigurasi C, D karena arus injeksi DC tidak terlalu besar tetapi mempunyai waktu berhenti yang kecil.











DAFTAR PUSTAKA
[1] Eugene C. Lister, Ir. Drs. Hanapi Gunawan, Mesin
Dan Rangkaian Listrik, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1993.
[2] Fizgerald, Kingsley, Umans, Mesin - Mesin Listrik,
Penerbit Erlangga, Jakarta, 1997.
[3] Harten, P. Van, Instalasi Listrik Arus Kuat 3,
CV. Trimitra Mandiri, Jakarta, 1978.
[4] I J Nagrath, D P kothari, Electric Machines, Tata
McGraw-Hill Publishing Co. Ltd., New Delhi, 1985.
[5] Kadir A, Mesin Tak Serempak, Djambatan,
Jakarta,1981.
[6] M. Chilikin, Electric Drive, MIR Publisher, Moscow,
1970.
[7] M. Rashid, Power Electronics Circuit, Device, and
Aplication 2nd, Prentice-Hall International Inc, 1988.
[8] M. V. Deshpande, Electric Motors: Applications And
Control, A. H. Wheeler & Co.Ltd, India, 1990.
[9] ---, Peraturan Umum Instalasi Listrik 2000.
[10] P. C. Sen, Principles Of Electric Machines And
Power Electronics, Second Edition, John Wiley & Sons,
USA, 1997.
[11] Sumanto, MA, Motor Listrik Arus Bolak-Balik, Endi
Offset, Yogyakarta, 1993.
[12] Team, Instalasi Listrik, TEDC, Bandung.
[13] Theodore Wildi, Electrical Machines, Drives and
Power Systems 3rd,Prentice Hall Inc, New Jersey, 1997.5
Transmisi, Vol. 11, No. 1, Juni 2006 : 1 – 5 [14] Vedam Subrahmanyam, Electric Drives, Concepts and Applications, Tata McGraw-Hill, New Delhi, 1994.
[15] Zuhal, Dasar Tenaga Listrik Dan Elektronika
Daya, Gramedia, Jakarta, 1995.6