BAB 1 - · PDF fileKAEDAH KAWALAN MOTOR AU 1. KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DENGAN MENGUBAH VOLTAN...

BAB 1BAB 1

MOTOR AUMOTOR AU

PENGENALANPENGENALAN

►►Perkataan Perkataan mesinmesin menunjukkanmenunjukkan kepadakepada motor motor sertaserta penjanapenjana. .

►►Motor Motor digunakandigunakan sebagaisebagai peneranganpenerangan keranakeranadalamdalam aplikasiaplikasi industriindustri motor motor merupakanmerupakanpenggerakpenggerak utamautama sesebuahsesebuah mesinmesinpembuatanpembuatan..

►►PenjanaPenjana selalunyaselalunya digunakandigunakan untukuntukmenghasilkanmenghasilkan tenagatenaga elektrikelektrik semasasemasabekalanbekalan kuasakuasa terputusterputus..

APA MAKSUD MOTOR ? APA MAKSUD MOTOR ?

APA MAKSUD PENJANA ?APA MAKSUD PENJANA ?


►►DEFINASI MOTORDEFINASI MOTOR –– BekalanBekalan diberikandiberikan oleholeharusarus elektrikelektrik dandan iniini akanakan menghasilkanmenghasilkandayakilasdayakilas untukuntuk memutarkanmemutarkan pergerakanpergerakanmekanikalmekanikal jenisjenis putaranputaran..

►►DEFINASI PENJANADEFINASI PENJANA –– DipacuDipacu oleholeh mesinmesinjenisjenis mekanikalmekanikal dandan akanakan menjanakanmenjanakanvoltanvoltan yang yang menghasilkanmenghasilkan pengaliranpengaliran arusarusdidi dalamdalam litarlitar elektrikelektrik..

PENGENALANPENGENALANPENGELASAN MOTOR JENIS AUPENGELASAN MOTOR JENIS AU

►► MERUJUK KEPADA PRINSIP OPERASIMERUJUK KEPADA PRINSIP OPERASI

Motor Segerak Motor Segerak –– biasa, superbiasa, super

Motor Tak Segerak Motor Tak Segerak ►► Motor Aruhan Motor Aruhan -- sangkar tupaisangkar tupai

-- slip ringslip ring►► Motor Commutator Motor Commutator -- siri (universal)siri (universal)

-- compensated (konduktif / compensated (konduktif / induktif)induktif)

-- piraupirau-- repulsion (lurus)repulsion (lurus)

PENGENALANPENGENALANPENGELASAN MOTOR JENIS AUPENGELASAN MOTOR JENIS AU

►► MERUJUK KEPADA KELAJUANMERUJUK KEPADA KELAJUAN Kelajuan tetapKelajuan tetap Kelajuan berubahKelajuan berubah--ubahubah Kelajuan boleh larasKelajuan boleh laras

►► MERUJUK KEPADA CIRI STRUKTUR MERUJUK KEPADA CIRI STRUKTUR BINAANBINAAN BukaBuka TutupTutup Separuh tutupSeparuh tutup Ventilated (mempunyai pengaliran udara)Ventilated (mempunyai pengaliran udara) Pipe ventilated (pengaliran udara jenis paip)Pipe ventilated (pengaliran udara jenis paip) Riverted frame eye (bingkai mata Riverted frame eye (bingkai mata jenisjenis rivet)rivet)


►► KEGUNAANKEGUNAAN1.1. motor au 1 motor au 1 fasafasa –– dalamdalam perkakasanperkakasan

rumahrumah..2.2. motor au 3 motor au 3 fasafasa –– dalamdalam pampam, , kipaskipas, ,

pemampatpemampat dlldll..

►► KEGUNAAN UMUMKEGUNAAN UMUM -- Motor au Motor au banyakbanyakdigunakandigunakan didi industriindustri disebabkandisebabkan mudahmudahuntukuntuk mendapatkanmendapatkan kuasakuasa au.au.


►► PRINSIP AMPRINSIP AMPenukaranPenukaran tenagatenaga elektrikelektrik kepadakepada tenagatenagamekanikalmekanikal berlakuberlaku dalamdalam bahagianbahagian putaranputaran motor. motor.

DiDi dalamdalam motor atmotor at –– t.et.e diperolehidiperolehi terusterus((konduksikonduksi) ) kepadakepada armature armature melaluimelalui berusberus dandanpenukartertibpenukartertib..

DiDi dalamdalam motor aumotor au –– rotor rotor tidaktidak menerimamenerima t.et.esecarasecara konduksikonduksi tetapitetapi secarasecara aruhanaruhan..


►►Cara Cara aruhanaruhan ialahialah caracara bagaimanabagaimanapengubahpengubah dapatdapat memperolehimemperolehi tenagatenaga padapadabahagianbahagian sekundernyasekundernya daridari bahagianbahagianprimer.primer.

►►Motor Motor aruhanaruhan pelbagaipelbagai fasafasa merupakanmerupakanmotor motor terbanyakterbanyak digunakandigunakan didi dalamdalamindustriindustri..

PENGENALANPENGENALAN►► KelebihanKelebihan

1.1. BinaanBinaan mudahmudah, , tahantahan lasaklasak sertaserta kukuhkukuh((terutamaterutama motor motor sangkarsangkar tupaitupai))

2.2. HargaHarga murahmurah dandan keboleharapankeboleharapan tinggitinggi3.3. KecekapanKecekapan tinggitinggi. . PadaPada keadaankeadaan normal, normal,

tiadatiada berusberus diperlukandiperlukan dandan akanakan kurangkankurangkankehilangankehilangan geserangeseran..

4.4. FaktorFaktor kuasakuasa baikbaik5.5. PenyelenggaraanPenyelenggaraan minimumminimum6.6. DapatDapat memulakanmemulakan putaranputaran daridari keadaankeadaan

pegunpegun dandan tidaktidak memerlukanmemerlukan pemulapemula motor motor tambahantambahan..


►► KelemahanKelemahan1.1. KelajuannyaKelajuannya tidaktidak bolehboleh diubahdiubah @ @ laraslaras tanpatanpa

mengorbankanmengorbankan kecekapannyakecekapannya..2.2. SamaSama sepertiseperti motor at motor at jenisjenis piraupirau. .

KelajuannyaKelajuannya menurunmenurun dengandengan bebanbeban yang yang menambahmenambah..

3.3. DayakilasDayakilas permulaannyapermulaannya adalahadalah lebihlebih rendahrendahberbandingberbanding motor motor piraupirau motor at.motor at.

MOTOR AUMOTOR AUKELAJUAN SEGERAKKELAJUAN SEGERAK

►► Medan stator berputar pada kelajuan Medan stator berputar pada kelajuan yang dinamakan yang dinamakan kelajuan segerakkelajuan segerak..

►► Kelajuan segerak bergantung kepada Kelajuan segerak bergantung kepada faktorfaktor::

1.1. FrekuensiFrekuensi arusarus bekalanbekalan2.2. BilanganBilangan kutubkutub3.3. AmplitudAmplitud voltanvoltan bekalanbekalan4.4. AmplitudAmplitud voltanvoltan statorstator5.5. SaizSaiz bebanbeban dandan kapasitorkapasitor @ @ aruhanaruhan


►► PengiraanPengiraanNs = Ns = 120 f120 f

PPdi mana di mana NsNs = kelajuan medan stator atau kelajuan = kelajuan medan stator atau kelajuan

segerak (p.p.m / pusingan per minit)segerak (p.p.m / pusingan per minit)ff = frekuensi (Hz / Hertz)= frekuensi (Hz / Hertz)PP = bilangan kutub magnetik yang dihasilkan = bilangan kutub magnetik yang dihasilkan

oleh belitan tiga fasaoleh belitan tiga fasa


►►ContohContohKirakan kelajuan segerak bagi motor aruhan Kirakan kelajuan segerak bagi motor aruhan tiga fasa yang mempunyai tiga fasa yang mempunyai 20 kutub20 kutub per fasa per fasa apabila ianya disambungkan kepada apabila ianya disambungkan kepada 50 Hz50 Hzdaripada sumber bekalan.daripada sumber bekalan.

►►PenyelesaianPenyelesaianNsNs == 120 f / P120 f / P == 120 x (50 / 20)120 x (50 / 20)

== 300 p.p.m300 p.p.m

MOTOR AUMOTOR AUKEGELINCIRAN (SLIPKEGELINCIRAN (SLIP))

►►Perbezaan antara kelajuan stator dengan Perbezaan antara kelajuan stator dengan kelajuan rotor dipanggil gelinciran. kelajuan rotor dipanggil gelinciran.

►►Ns merupakan kelajuan segerak bagi medan Ns merupakan kelajuan segerak bagi medan berputar bukannya kelajuan rotor. Rotor berputar bukannya kelajuan rotor. Rotor sentiasa berputar pada kelajuan yang sentiasa berputar pada kelajuan yang kurang sedikit dari kelajuan segerak kurang sedikit dari kelajuan segerak sebanyak 2% hingga 5% dan bergantung sebanyak 2% hingga 5% dan bergantung kepada beban mekanik yang tersambung kepada beban mekanik yang tersambung pada motor.pada motor.


►PengiraanS = Ns - Nr

Nsdi manaS = gelinciranNs = kelajuan segerak (p.p.m)Nr = kelajuan rotor (p.p.m)

S=0 pada keadaan tanpa beban (rotor berputar pada kelajuan segerak

S=1 pada keadaan rotor pegun / diam / terkunci


►► ContohContohMotor aruhan Motor aruhan 6 kutub6 kutub diuja oleh sumber bekalan tiga fasa, diuja oleh sumber bekalan tiga fasa, 60 Hz60 Hz. Jika . Jika kelajuan beban penuh adalah kelajuan beban penuh adalah 1140 p.p.m1140 p.p.m, kirakan kegelinciran (, kirakan kegelinciran (slipslip).).

►► PenyelesaianPenyelesaian

Kelajuan segerak motor :Kelajuan segerak motor : NsNs = 120 f / P= 120 f / P= 120 x (60 / 6)= 120 x (60 / 6)= 1200 p.p.m= 1200 p.p.m

Perbezaan kelajuan kegelinciranPerbezaan kelajuan kegelinciran : Ns : Ns -- Nr = 1200 Nr = 1200 –– 11401140= 60 p.p.m= 60 p.p.m

Maka, kegelinciran (Maka, kegelinciran (slipslip)) :: S = (Ns S = (Ns –– Nr) / NsNr) / Ns= 60 / 1200= 60 / 1200= 0.05 atau 5%= 0.05 atau 5%

MOTOR AUMOTOR AUFREKUENSI KEGELINCIRANFREKUENSI KEGELINCIRAN

►► Semasa motor dihidupkan, arus mengalir dalam belitan Semasa motor dihidupkan, arus mengalir dalam belitan stator dan menghasilkan medan magnet yang berputar stator dan menghasilkan medan magnet yang berputar pada kelajuan yang sama dengan kelajuan segerak. pada kelajuan yang sama dengan kelajuan segerak.

►► Ketika rotor masih berada dalam keadaan pegun, medan Ketika rotor masih berada dalam keadaan pegun, medan magnet berputar pada kelajuan merentasi pengalir rotor magnet berputar pada kelajuan merentasi pengalir rotor dan menghasilkan daya gerak elektrik (d.g.e) serta arus dan menghasilkan daya gerak elektrik (d.g.e) serta arus yang tinggi dalam pengalir rotor.yang tinggi dalam pengalir rotor.

►► Frekuensi arus dan d.g.e rotor semasa rotor berkeadaan Frekuensi arus dan d.g.e rotor semasa rotor berkeadaan pegun adalah sama dengan frekuensi bekalan. Tetapi pegun adalah sama dengan frekuensi bekalan. Tetapi apabila motor mula berputar dan semakin laju, nilai arus apabila motor mula berputar dan semakin laju, nilai arus dan d.g.e menjadi semakin rendah kerana arus dan d.g.e dan d.g.e menjadi semakin rendah kerana arus dan d.g.e rotor mempunyai magnitud dan frekuensi yang berkadar rotor mempunyai magnitud dan frekuensi yang berkadar dengan kelajuan relatif antara fluks magnet dan rotor.dengan kelajuan relatif antara fluks magnet dan rotor.


►► Apabila rotor berputar pada kelajuan Nr (p.p.m), fluks stator akApabila rotor berputar pada kelajuan Nr (p.p.m), fluks stator akan an berputar mengelilingi pengalir rotor pada kelajuan (Ns berputar mengelilingi pengalir rotor pada kelajuan (Ns –– Nr) dan akan Nr) dan akan mengaruh d.g.e dalam rotor. Oleh itu frekuensi rotor dan arus romengaruh d.g.e dalam rotor. Oleh itu frekuensi rotor dan arus rotor tor pada sebarang nilai kelajuan gelincir (Ns pada sebarang nilai kelajuan gelincir (Ns –– Nr) adalah :Nr) adalah :

Ns Ns –– NrNr == 120 fr120 fr -------------- (1)(1)PP

Oleh itu, Oleh itu, frfr = = P P x (Ns x (Ns –– Nr) Nr) -------------- (2)(2)120120

PP = = 120fs120fs -------------- (3)(3)NsNs

Ganti (3) ke dalam (2), maka Ganti (3) ke dalam (2), maka

frfr == (Ns (Ns –– Nr)Nr) x x 120 fs120 fs120 Ns120 Ns

Oleh itu, Oleh itu, frfr == SfsSfs -------------- (4) (4)

Ketika s = 1 , fr = fs Ketika s = 1 , fr = fs


►► Faktor gelinciran boleh digunakan untuk Faktor gelinciran boleh digunakan untuk mendapatkan beberapa maklumat penting. Di mendapatkan beberapa maklumat penting. Di antaranya ialah :antaranya ialah :

1.1. Frekuensi arus yang teraruh dalam rotor berubah Frekuensi arus yang teraruh dalam rotor berubah dengan berubahnya kelajuan rotor.dengan berubahnya kelajuan rotor.

2.2. Lebih tinggi kelajuan rotor, semakin sedikit garisan Lebih tinggi kelajuan rotor, semakin sedikit garisan daya yang dipotong oleh pengalir rotor per unit masa.daya yang dipotong oleh pengalir rotor per unit masa.

3.3. Frekuensi arus rotor berkurang apabila kelajuan rotor Frekuensi arus rotor berkurang apabila kelajuan rotor bertambah.bertambah.

4.4. Frekuensi arus rotor boleh dikira dengan mendarab Frekuensi arus rotor boleh dikira dengan mendarab frekuensi stator bekalan dengan gelinciran.frekuensi stator bekalan dengan gelinciran.


►►PengiraanPengiraan

fr = S fsfr = S fsdi mana di mana frfr -- ialah frekuensi arus rotorialah frekuensi arus rotorS S -- ialah gelinciranialah gelinciran

fsfs -- ialah frekuensi stator bekalan ialah frekuensi stator bekalan (biasanya 50 Hz) (biasanya 50 Hz)

MOTOR AUMOTOR AUKAEDAH KAWALAN MOTOR AUKAEDAH KAWALAN MOTOR AU

►► Contoh 1Contoh 1

Motor aruhan Motor aruhan 6 kutub6 kutub diuja oleh sumber diuja oleh sumber bekalan tiga fasa, bekalan tiga fasa, 60 Hz60 Hz. Jika kelajuan . Jika kelajuan beban penuh adalah beban penuh adalah 1140 p.p.m1140 p.p.m, kirakan , kirakan frekuensi kegelinciran.frekuensi kegelinciran.


►► PenyelesaianPenyelesaian

Kelajuan segerak motor :Kelajuan segerak motor : NsNs = 120 f / P= 120 f / P= 120 x (60 / 6)= 120 x (60 / 6)= = 1200 p.p.m1200 p.p.m

Perbezaan kelajuan kegelinciranPerbezaan kelajuan kegelinciran : Ns : Ns -- Nr = 1200 Nr = 1200 –– 11401140= = 60 p.p.m60 p.p.m

Kegelinciran (Kegelinciran (slipslip)) :: S = (Ns S = (Ns –– Nr) / NsNr) / Ns= 60 / 1200= 60 / 1200= = 0.05 atau 5%0.05 atau 5%

Maka frekuensi kegelinciran :Maka frekuensi kegelinciran :frfr == S fsS fs

== 0.05 x 60 Hz0.05 x 60 Hz== 3 Hz3 Hz


►►Contoh 2Contoh 2Sebuah motor aruhan 3 fasa, 350kw, 415V, Sebuah motor aruhan 3 fasa, 350kw, 415V, 50Hz50Hz mempunyai kelajuan beban penuh mempunyai kelajuan beban penuh 950 p.p.m950 p.p.m . Jika motor berkenaan . Jika motor berkenaan mempunyai mempunyai 6 kutub6 kutub, kirakan frekuensi arus , kirakan frekuensi arus rotor pada keadaan beban penuh.rotor pada keadaan beban penuh.


►► PenyelesaianPenyelesaianNsNs = = 120f120f = = 120 (50)120 (50)

pp 6 6 = = 1000 p.p.m1000 p.p.m

SS == Ns Ns –– NrNr == 1000 1000 –– 950950NsNs 10001000

= = 0.050.05

FrFr == S x FsS x Fs== 0.05 x 500.05 x 50= = 2.5 Hz2.5 Hz

KAEDAH KAWALAN MOTOR AUKAEDAH KAWALAN MOTOR AU

1.1. KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DENGAN KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DENGAN MENGUBAH VOLTANMENGUBAH VOLTAN

►► Apabila sumber voltan diubah, frekuensi adalah tetap Apabila sumber voltan diubah, frekuensi adalah tetap iaitu 50 Hz. Kelajuan boleh diubah dengan menukar iaitu 50 Hz. Kelajuan boleh diubah dengan menukar voltan yang dikenakan pada stator. Oleh kerana voltan yang dikenakan pada stator. Oleh kerana dayakilas berkadar terus dengan dua voltan bekalan dayakilas berkadar terus dengan dua voltan bekalan ( T motor ( T motor V bekalan2 ), maka cara ini akan V bekalan2 ), maka cara ini akan mengakibatkan motor tidak berupaya memacu beban mengakibatkan motor tidak berupaya memacu beban pada kelajuan rendah (dayakilas terlalu rendah). pada kelajuan rendah (dayakilas terlalu rendah).

►► Walaubagaimanapun cara mengawal kelajuan Walaubagaimanapun cara mengawal kelajuan menggunakan voltan bolehubah ini digunakan untuk menggunakan voltan bolehubah ini digunakan untuk mengawal motor mengawal motor ““shaded poleshaded pole””, , ““permanentpermanent--splitsplitcapasitorcapasitor--wound motorwound motor”” dan motor AU universal.dan motor AU universal.


2.2. KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DENGAN KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DENGAN MENGUBAH FREKUENSIMENGUBAH FREKUENSI

►► Apabila frekuensi diubah, voltan stator adalah tetap. Daya Apabila frekuensi diubah, voltan stator adalah tetap. Daya kilas maksima yang dihasilkan oleh motor tidak akan kilas maksima yang dihasilkan oleh motor tidak akan berkurang dengan kelajuan. Mengubah frekuensi voltan berkurang dengan kelajuan. Mengubah frekuensi voltan stator akan menghasilkan kawalan kelajuan motor aruhan stator akan menghasilkan kawalan kelajuan motor aruhan polifasa yang terbaik.polifasa yang terbaik.

►► Asas kawalan kelajuan frekuensi bolehubah terdapat Asas kawalan kelajuan frekuensi bolehubah terdapat dalam tiga (3) bahagian iaitu :dalam tiga (3) bahagian iaitu :

a)a) motor tiga fasa.motor tiga fasa.b)b) unit penukar kuasa (unit penukar kuasa (power conversion unitpower conversion unit))c)c) stesen kawalan operator (stesen kawalan operator (operatoroperator’’s control s control

stationstation) )


3.KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DGN 3.KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DGN MENGUBAH BILANGAN KUTUBMENGUBAH BILANGAN KUTUB

►► Kelajuan bagi fluk berputar boleh dikurangkan Kelajuan bagi fluk berputar boleh dikurangkan dengan menambah bilangan kutub. Kelajuan bagi dengan menambah bilangan kutub. Kelajuan bagi medan berputar bergantung kepada frekuensi medan berputar bergantung kepada frekuensi bekalan dan bilangan kutub pada stator.bekalan dan bilangan kutub pada stator.

►► Berdasarkan persamaan kelajuan segerak, Berdasarkan persamaan kelajuan segerak, kelajuan segerak akan bertambah jika frekuensi kelajuan segerak akan bertambah jika frekuensi bertambah dan akan berkurangan jika bilangan bertambah dan akan berkurangan jika bilangan kutub bertambah. kutub bertambah.

LATIHAN KENDIRILATIHAN KENDIRI1. a)1. a) Kirakan kelajuan segerak bagi motor aruhan Kirakan kelajuan segerak bagi motor aruhan

tiga (3) fasa, dua belas (12) kutub yang diuja tiga (3) fasa, dua belas (12) kutub yang diuja oleh 60Hz.oleh 60Hz.

b) Kirakan kelajuan nominal (kelajuan rotor) jika b) Kirakan kelajuan nominal (kelajuan rotor) jika kegelinciran pada beban penuh adalah 6%.kegelinciran pada beban penuh adalah 6%.

2.2. Sebuah motor aruhan 3Sebuah motor aruhan 3--fasa, 50 Hz, 8 kutub, fasa, 50 Hz, 8 kutub, 415 V berkendali pada gelincir 5 %.Tentukan :415 V berkendali pada gelincir 5 %.Tentukan :

a)a) kelajuan medan stator kelajuan medan stator b)b) kelajuan rotorkelajuan rotorc)c) frekuensi rotorfrekuensi rotor

KUIZ 1KUIZ 11.1. BerikanBerikan 3 3 perbandinganperbandingan didi antaraantara motor motor

au au dandan motor at.motor at. (6 m)(6 m)

2.2. SebuahSebuah motor motor aruhanaruhan 3 3 fasafasa, 50 Hz, 8 , 50 Hz, 8 kutubkutub dandan 440 V 440 V berkendaliberkendali padapada gelincirgelincir5%, 5%, kirakankirakan::a)a) kelajuankelajuan medanmedan statorstatorb)b) kelajuankelajuan nominalnominalc)c) frekuensifrekuensi rotorrotor (6 m)(6 m)

3.3. NyatakanNyatakan 3 3 kaedahkaedah kawalankawalan motor au.motor au.(3 m)(3 m)

BAB 1 - · PDF fileKAEDAH KAWALAN MOTOR AU 1. KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DENGAN MENGUBAH VOLTAN...

Documents

Transcript of BAB 1 - · PDF fileKAEDAH KAWALAN MOTOR AU 1. KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DENGAN MENGUBAH VOLTAN...