BAB 2 - · PDF filedipisahkan daripada litar kuasa kerana: a) Tanpa pengasingan, sebarang...

BAB 2BAB 2

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIK

PENGENALANPENGENALAN Kebanyakan perindustrian moden dan komersial Kebanyakan perindustrian moden dan komersial

menggunakan menggunakan pemacu elektrik berbanding dengan pemacu elektrik berbanding dengan pemacu mekanikalpemacu mekanikal kerana terdapat banyak kerana terdapat banyak kelebihankelebihan. . Di antaranya ialah :Di antaranya ialah :a) binaannya ringkas dan kos penyelenggaraannya a) binaannya ringkas dan kos penyelenggaraannya

kurang.kurang.b) kawalan kelajuannya mudah dan lancar.b) kawalan kelajuannya mudah dan lancar.c) kemas, bersih dan bebas daripada sebarang asap c) kemas, bersih dan bebas daripada sebarang asap

dan saluran gas.dan saluran gas.d) boleh dikawal dari tempat yang berasingan. d) boleh dikawal dari tempat yang berasingan. e) boleh dipadatkan di mana ianya menjimatkan ruang.e) boleh dipadatkan di mana ianya menjimatkan ruang.f) boleh dimulakan atau dihidupkan serta merta.f) boleh dimulakan atau dihidupkan serta merta.

PENGENALANPENGENALAN Sistem pemacu elektrik ini terdapat dua (2) Sistem pemacu elektrik ini terdapat dua (2)

kelemahankelemahan iaitu :iaitu :a) ianya akan berhenti serta merta jika a) ianya akan berhenti serta merta jika

bekalan elektrik terputus.bekalan elektrik terputus.b) tidak boleh digunakan di tempat yang jauh b) tidak boleh digunakan di tempat yang jauh

dan tiada bekalan elektrik.dan tiada bekalan elektrik.

Kelemahan tersebut boleh Kelemahan tersebut boleh diatasidiatasi dengan dengan memasang penjana arus terus pacuan diesel memasang penjana arus terus pacuan diesel dan tiga fasa pengulangdan tiga fasa pengulang--alik pacuan turbin.alik pacuan turbin.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIK TakrifanTakrifan

Pemacu elektrik ialah suatu sistem yang Pemacu elektrik ialah suatu sistem yang mengandungi satu atau beberapa motor elektrik mengandungi satu atau beberapa motor elektrik dan sebahagian peralatan kawalan elektrik yang dan sebahagian peralatan kawalan elektrik yang direkabentuk untuk mengawal pencapaian motordirekabentuk untuk mengawal pencapaian motor--motor tersebut.motor tersebut.

KegunaanKegunaanUntukUntuk menghidupkanmenghidupkan dandan memacumemacu motor motor

mengikutmengikut keperluankeperluan bebanbeban dengandengan merujukmerujukkepadakepada dayakilasdayakilas atauatau kelajuankelajuan yang yang dikehendakidikehendakipenggunapengguna..


Pemacu elektrik ini boleh diPemacu elektrik ini boleh dikategorikategorikan kan kepada tiga (3) kumpulan iaitu :kepada tiga (3) kumpulan iaitu :

1.1. pemacu berkumpulanpemacu berkumpulan2.2. pemacu individupemacu individu3.3. pemacu motor pelbagaipemacu motor pelbagai

ContohContoh penggunaan pemacu elektrik ini penggunaan pemacu elektrik ini ialah ianya terdapat di lif, tangga ialah ianya terdapat di lif, tangga bergerak (bergerak (escalatorescalator), pengangkut ), pengangkut ((conveyorconveyor) dan pam.) dan pam.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKPemacuPemacu TerkawalTerkawal SemikonduktorSemikonduktor KuasaKuasa

BEKALANPENUKAR

SEMIKONDUKTORKUASA

MOTOR BEBAN

UNIT PENGESAN

UNITKAWALAN

ISYARAT PERINTAH

(SET POINT)

RAJAH BLOK PEMACU TERKAWAL SEMIKONDUKTOR KUASA

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKPemacuPemacu TerkawalTerkawal SemikonduktorSemikonduktor KuasaKuasa

Vi

(SET POINT)

MASUKAN

PENGGERAK LOJI

PENGESAN

Vo

KELUARAN

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIK1. 1. BEBANBEBAN MesinMesin yang yang menjalankanmenjalankan sesuatusesuatu tugastugas. .

ContohnyaContohnya keretapikeretapi, , krenkren dlldll..

KeperluanKeperluan bebanbeban ditentukanditentukan oleholeh ciriciri--ciricirikelajuankelajuan dandan dayakilasdayakilas yang yang diperlukandiperlukan..

SekiranyaSekiranya tidaktidak serasiserasi dengandengan keperluankeperluanbebanbeban, , penukarpenukar semikonduktorsemikonduktor kuasakuasadiperlukandiperlukan sebagaisebagai perantaraanperantaraan didi antaraantarabekalanbekalan dandan motor.motor.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIK2. 2. PENUKAR SEMIKONDUKTOR KUASAPENUKAR SEMIKONDUKTOR KUASA

DikenaliDikenali sebagaisebagai penukarpenukar ((rektifierrektifier, chopper, , chopper, invertorinvertor dandan cycloconvertorcycloconvertor).).

KegunaanKegunaan : : 1.1. menukarkanmenukarkan bekalanbekalan kuasakuasa masukanmasukan au au

kepadakepada bentukbentuk lain (at lain (at atauatau au au frekuensifrekuensibolehubahbolehubah).).

2.2. mengawalmengawal aliranaliran kuasakuasa daridari bekalanbekalan keke motor motor supayasupaya ciriciri--ciriciri kelajuankelajuan dayakilasdayakilas dandan kelajuankelajuanarusarus serasiserasi dengandengan keperluankeperluan bebanbeban..

PenukarPenukar dikawaldikawal oleholeh unit unit kawalankawalan yang yang beroperasiberoperasipadapada tahaptahap voltanvoltan dandan kuasakuasa lebihlebih rendahrendah..

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIK3. 3. UNIT KAWALANUNIT KAWALAN

MengandungiMengandungi litarlitar bersepadubersepadu digit digit dandanlinear linear sertaserta transistor. transistor. MungkinMungkin jugajugamemerlukanmemerlukan mikropemprosesmikropemproses bilabilakawalankawalan yang yang lebihlebih canggihcanggih diperlukandiperlukan..

MenerimaMenerima isyaratisyarat keluarankeluaran dandan rujukanrujukan. . PerbandinganPerbandingan akanakan dilakukandilakukan oleholeh unit unit iniiniuntukuntuk mengeluarkanmengeluarkan isyaratisyarat yang yang akanakanmengubahmengubah operasioperasi penukarpenukarsemikonduktorsemikonduktor kuasakuasa..


3. 3. UNIT KAWALANUNIT KAWALAN

ContohContoh: : JikaJika keluarankeluaran yang yang dihasilkandihasilkan telahtelahmelebihimelebihi kelajuankelajuan yang yang dikehendakidikehendaki, unit , unit kawalankawalan akanakan menerimamenerima isyaratisyarat tersebuttersebut dandanmembandingkanmembandingkan dengandengan isyaratisyarat perintahperintah. . SeterusnyaSeterusnya satusatu isyaratisyarat akanakan dikeluarkandikeluarkan daridariunit unit kawalankawalan dandan dihantardihantar keke PenukarPenukarSemikonduktorSemikonduktor untukuntuk memperolehimemperolehi keluarankeluaranyang yang dapatdapat mengurangkanmengurangkan kelajuankelajuan motor.motor.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIK3. 3. UNIT KAWALANUNIT KAWALAN

Unit Unit kawalankawalan bekalanbekalan kuasakuasa rendahrendah iniinidipisahkandipisahkan daripadadaripada litarlitar kuasakuasa keranakerana::

a) a) TanpaTanpa pengasinganpengasingan, , sebarangsebarang kerosakankerosakan voltanvoltan litarlitarkuasakuasa akanakan mempengaruhimempengaruhi unit unit kawalankawalan. Operator . Operator yang yang bertugasbertugas bolehboleh beradaberada dalamdalam keadaankeadaanmerbahayamerbahaya..

b) b) PenukarPenukar menjanakanmenjanakan harmonikharmonik. . TanpaTanpapengasinganpengasingan harmonikharmonik akanakan mempengaruhimempengaruhi unit unit kawalankawalan dandan mengganggumengganggu operasinyaoperasinya..


4. 4. ISYARAT PERINTAHISYARAT PERINTAH

PengubahsuaiPengubahsuai titiktitik pengoperasianpengoperasian pemacupemacuuntukuntuk membentukmembentuk masukanmasukan unit unit kawalankawalan..

IsyaratIsyarat iniini ditentukanditentukan oleholeh penggunapengguna untukuntukmemperolehimemperolehi keluarankeluaran yang yang dikehendakidikehendaki..

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIK5. 5. UNIT PENGESANUNIT PENGESAN

MengesanMengesan parameterparameter--parameter parameter tertentutertentu sepertisepertiarusarus penukarpenukar, , kelajuankelajuan motor motor dandan sebagainyasebagainya..

IaIa diperlukandiperlukan samasama adaada untukuntuk perlindunganperlindungan atauatauuntukuntuk operasioperasi gelunggelung tutuptutup..

ContohContoh, , sebuahsebuah tachometertachometer sebagaisebagai pengesanpengesandigunakandigunakan untukuntuk mengukurmengukur kelajuankelajuan keluarankeluaranmotor motor dandan ditukarkanditukarkan kepadakepada isyaratisyarat yang yang bolehbolehdigunakandigunakan sebagaisebagai masukanmasukan unit unit kawalankawalan..


CIRICIRI--CIRI MOTORCIRI MOTOR Terdapat dua ciri utama

1. dayakilas2. kelajuan

Dayakilasa) dayakilas permulaan – bagi motor aruhan

akan menjadi maksima apabila reganganpemutar ( X2’) menyamai dengan rintangan(R2’).

b) dayakilas larian – akan menjadi maksimumpada S tinggi di mana regangan pemutarsenilai dengan rintangan. Tmotor α S.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIK KelajuanKelajuan

a)a) keadaankeadaan tanpatanpa bebanbeban –– kelajuankelajuan motor motor normalnormal

b)b) keadaankeadaan bebanbeban bertambahbertambah –– kelajuankelajuanmenurunmenurun..

-- KelajuanKelajuan bergantungbergantung kepadakepadai.i. frekuensifrekuensi bekalanbekalanii.ii. S = S = kegelincirankegelinciraniii.iii. BilanganBilangan kutubkutubiv.iv. RintanganRintangan rotorrotor


Ciri-ciri dayakilas – kelajuan pelbagai jenis motor

Motor Universal

Motor AruhanAU

Motor AT

Tm (Motor) Motor Segerak (N tetap)

Motor Histerisis(Ttetap)

ωm

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKCIRICIRI--CIRI BEBANCIRI BEBAN

Contoh Ciri-ciri Beban

T Load Kipas

Converyer belt

Shift Gear

Wm

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKCONTOH SATU SISTEM (CIRICONTOH SATU SISTEM (CIRI--CIRI MOTOR DAN CIRI MOTOR DAN

BEBANBEBAN

Wm

T

Wss

TL beban

Tm Motor

T

(Wm)

MagnitudDayakilasuntukpermulaan

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIK OperasiOperasi sistemsistem ditentukanditentukan oleholeh keperluankeperluan bebanbeban

dandan ciriciri--ciriciri motormotor

MerujukMerujuk rajah rajah didi atasatas, , apabilaapabila motor motor aruhanaruhandisambungkandisambungkan kepadakepada kipaskipas yang yang mulanyamulanyaberadaberada dalamdalam keadaankeadaan statikstatik..

BagiBagi membolehkanmembolehkan putaranputaran berlakuberlaku, , dayakilasdayakilaspermulaanpermulaan untukuntuk motor motor mestilahmestilah lebihlebih besarbesar daridarikeperluankeperluan dayakilasdayakilas permulaanpermulaan bebanbeban..

LebihanLebihan dayakilasdayakilas, , T = T = TmotorTmotor ––TbebanTbeban, , akanakanmemecutmemecut sistemsistem kepadakepada kelajuankelajuan dimanadimanakeduakedua--duadua lengkuklengkuk bertemubertemu. . DinamakanDinamakan titiktitikkelajuankelajuan keadaankeadaan mantapmantap ((WssWss).).

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKCIRICIRI--CIRI KHUSUS MOTOR ELEKTRIKCIRI KHUSUS MOTOR ELEKTRIK

Asas kawalan motor elektrik adalah sama Asas kawalan motor elektrik adalah sama seperti perantiseperti peranti--peranti lain misalnya :peranti lain misalnya :

i.i. solenoidsolenoidii.ii. lampulampuiii.iii. injapinjap

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIK Bagaimanapun, Bagaimanapun, motor elektrik mempunyai cirimotor elektrik mempunyai ciri--ciri khususciri khusus

seperti di bawah :seperti di bawah :a)a) Motor memerlukan Motor memerlukan ‘‘momentary current surgemomentary current surge’’

sebanyak 5 sebanyak 5 hingga 10 kali ganda dari arus larian hingga 10 kali ganda dari arus larian ((runningrunning).).

b)b) Bergerak dari mara (Bergerak dari mara (forwardforward) ke songsang () ke songsang (reversereverse) ) memerlukan perhatian khusus. Ini disebabkan memerlukan perhatian khusus. Ini disebabkan pusuan pusuan arus dan sifat tekun (arus dan sifat tekun (inertiainertia) motor serta sifat tekun ) motor serta sifat tekun beban.beban.

c)c) Masa untuk mencapai kelajuan operasi dan masa untukMasa untuk mencapai kelajuan operasi dan masa untukmemperlahankan memperlahankan motor sehingga berhenti perlulah motor sehingga berhenti perlulah diambil kira.diambil kira.

d)d) Dalam banyak kes, untuk mengubah kelajuan motor, Dalam banyak kes, untuk mengubah kelajuan motor, sistem kawalan mesti mengubah voltan sistem kawalan mesti mengubah voltan masukan untuk masukan untuk arus terus atau mengubah frekuensi untuk arus arus terus atau mengubah frekuensi untuk arus ulangalik.ulangalik.


SUKUAN 2 SUKUAN 1

SUKUAN 3 SUKUAN 4

Dayakilas +

+ Kelajuan- Kelajuan

-

Penjana atau Brek Motor

Motor Penjana atau Brek

OPERASI MOTOR DALAM SUKUAN-SUKUAN


SUKUAN 1SUKUAN 1

KeadaanKeadaan motor motor dimanadimana motor motor mempunyaimempunyaidayakilasdayakilas dandan kelajuankelajuan positifpositif..

Motor Motor akanakan menerimamenerima bekalanbekalan tenagatenaga elektrikelektrik daridariluarluar dandan menukarkannyamenukarkannya kepadakepada tenagatenagamekanikalmekanikal untukuntuk memutarkanmemutarkan bebanbeban..

PutaranPutaran yang yang dihasilkandihasilkan adalahadalah araharah ikutikut jam.jam.


SUKUAN 2SUKUAN 2

Motor Motor beroperasiberoperasi padapada kelajuankelajuan padapada keadaankeadaannegatifnegatif dandan dayakilasdayakilas padapada positifpositif..

PadaPada operasioperasi tersebuttersebut, , iaia bolehboleh bertindakbertindaksebagaisebagai pembrekanpembrekan atauatau penjanaanpenjanaan dandan iniinibergantungbergantung kepadakepada sambungansambungan keadaankeadaan--keadaankeadaan tertentutertentu iaituiaitu sebagaisebagai pembrekanpembrekan dandanpenjanaanpenjanaan pembalikanpembalikan..


BerfungsiBerfungsi sebagaisebagai pembrekpembrekApabilaApabila T T > 0 > 0 dandan N < 0, motor N < 0, motor

menyerapmenyerap tenagatenaga elektrikelektrik dandan tenagatenagamekanikalmekanikal daripadadaripada taliantalian pembekalpembekal..

PadaPada masamasa yang yang samasama keduakedua--duaduatenagatenaga akanakan bertindakbertindak dalamdalam araharahberlawananberlawanan untukuntuk menghentikanmenghentikan motor. motor.

IaIa akanakan menyebabkanmenyebabkan motor motor panaspanaskeranakerana tenagatenaga ditukarditukar kepadakepada tenagatenaga habahaba..

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIK BerfungsiBerfungsi sebagaisebagai penjanapenjana

T < 0 T < 0 dandan INmIINmI > > INsIINsI didi bahagianbahagian negatifnegatif. . IniInimenunjukkanmenunjukkan sambungansambungan stator stator sebabkansebabkan araharahputaranputaran lawanlawan jam jam berfungsiberfungsi padapada keadaankeadaan iniini..

DiDi sampingsamping ituitu, , kelajuankelajuan rotor rotor mestilahmestilahmelebihimelebihi kelajuankelajuan segeraksegerak, motor , motor akanakan menerimamenerimatenagatenaga mekanikalmekanikal daridari luarluar untukuntuk menggerakkanmenggerakkanrotor rotor dandan menukarkanmenukarkan tenagatenaga mekanikalmekanikal kepadakepadatenagatenaga elektrikelektrik..

KebiasaannyaKebiasaannya tenagatenaga elektrikelektrik disuapbalikdisuapbalikjanaanjanaan iniini. (. (BiasanyaBiasanya tenagatenaga elektrikelektrik tersebuttersebutbolehboleh dihapuskandihapuskan dengandengan menyambungkanmenyambungkanperintangperintang luaranluaran sepertiseperti pembrekanpembrekan dinamikdinamik).).

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKSUKUAN 3SUKUAN 3 PrinsipPrinsip kendaliankendalian menyerupaimenyerupai SukuanSukuan 1, yang 1, yang

membezakannyuamembezakannyua adalahadalah araharah putaranputaran iaituiaituaraharah putaranputaran rotor rotor adalahadalah berlawananberlawanan bagibagikeduakedua--duadua sukuansukuan iniini..

DayakilasDayakilas dandan kelajuankelajuan adalahadalah negatifnegatif. . IniInimenunjukkanmenunjukkan keduakedua--duadua unsurunsur adalahadalahbertentanganbertentangan..

PergerakanPergerakan motor yang motor yang dihasilkandihasilkan adalahadalah lawanlawanjam.jam.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKSUKUAN 4SUKUAN 4

OperasiOperasi adalahadalah menyerupaimenyerupai SukuanSukuan 2, yang 2, yang membezakanmembezakan adalahadalah dayakilasdayakilas padapada keadaankeadaan negatifnegatifmanakalamanakala kelajuankelajuan positifpositif. . IaituIaitu dayakilasdayakilas bertindakbertindak padapadaaraharah lawanlawan jam jam dandan putaranputaran padapada araharah jam.jam.

ContohnyaContohnya motor motor berputarberputar padapada araharah lawanlawan jam jam dandanuntukuntuk memastikanmemastikan motor motor berhentiberhenti, , sesuatusesuatu pembrekanpembrekanharusharus diberidiberi padapada motor motor tersebuttersebut. . UntukUntukmemberhentikanmemberhentikan motor motor tersebuttersebut harusharus mempunyaimempunyaidayakilasdayakilas yang yang samasama tetapitetapi dalamdalam araharah putaranputaran yang yang berlawananberlawanan dengandengan motor. motor. DisebabkanDisebabkan motor motor adalahadalahlawanlawan jam, jam, pembrekanpembrekan yang yang harusharus diberikandiberikan adalahadalah araharahlawanlawan jam.jam.


SesuatuSesuatu mesinmesin dipilihdipilih penjanapenjana atauataupembrekpembrek bergantungbergantung kepadakepada ciriciri--ciriciriberikutberikut::i.i. BagaimanaBagaimana caracara penyambunganpenyambungan motor motor

ituituii.ii. JenisJenis mesinmesin tersebuttersebutiii.iii. TempatTempat menggunakannyamenggunakannya..

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKGARIS LENGKUNG DAYAKILAS – KELAJUAN

TerdapatTerdapat 2 2 kemungkinankemungkinan yang yang dapatdapatberlakuberlaku padapada mesinmesin au au dengandengan merujukmerujukcaracara penyambunganpenyambungan iaituiaitu::i.i. Cara Cara sambungansambungan mengikutmengikut sambungansambungan

stator stator ikutikut jamjam

ii.ii.Cara Cara sambungansambungan stator stator diterbalikkanditerbalikkan((lawanlawan jam)jam)


Penjana

Garislengkung dayakilas lawan kelajuan dalam motor aruhan 3 fasa

MotorBrek

DAYAKILAS

KELAJUAN

1

4

2

3

i. Cara i. Cara sambungansambungan mengikutmengikut sambungansambungan stator stator ikutikut jamjam


HanyaHanya 3 3 sukuansukuan yang yang berfungsiberfungsi iaituiaitusukuansukuan 1, 2 1, 2 dandan 4. 4. FungsiFungsi padapada setiapsetiapbahagianbahagian iniini bolehboleh dirujukdirujuk sebagaisebagai

i.i. SukuanSukuan 1 1 –– motormotorii.ii. SukuanSukuan 2 2 –– pembrekanpembrekaniii.iii. SukuanSukuan 3 3 –– penjanapenjana

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKi. i. SukuanSukuan 11

Dayakilas dan kelajuan adalah padakeadaan positif.

Mesin beroperasi sebagai motor dimana iaakan menukarkan tenaga elektrik kepadatenaga mekanikal dan menghantar tenagamekanikal tersebut kepada beban.


ii. ii. SukuanSukuan 22

Dayakilas pada keadaan positif dan kelajuanpada keadaan negatif.

Ini bermakna dayakilas bertindak pada arahikut jam dan kelajuan pada arah lawan jam.

Pada keadaan ini, mesin boleh beroperasisebagai pembrek.


iii. iii. SukuanSukuan 44

Ia beroperasi sama dengan sukuan 2. Hanya yang membezakannya ialahdayakilas pada keadaan negatif dankelajuan positif.

Ini bermakna dayakilas bertindak pada arahlawan jam dan kelajuan pada arah jam.


Brek

Motor

Penjana

DAYAKILAS

KELAJUAN

1

43

2

Garislengkung dayakilas – kelajuan sekiranya sambungan di stator diterbalikkan.

ii. Cara ii. Cara sambungansambungan stator stator diterbalikkanditerbalikkan ((lawanlawan jam)jam)


HanyaHanya 3 3 sukuansukuan yang yang berfungsiberfungsi iaituiaitusukuansukuan 2, 3 2, 3 dandan 4. 4. FungsiFungsi padapada setiapsetiapbahagianbahagian iniini bolehboleh dirujukdirujuk sebagaisebagai

i.i. SukuanSukuan 2 2 –– penjanapenjana terbalikterbalikii.ii. SukuanSukuan 3 3 –– motor motor terbalikterbalikiii.iii. SukuanSukuan 4 4 –– pembrekpembrek terbalikterbalik


i. i. SukuanSukuan 22Dayakilas pada keadaan positif dankelajuan negatifIni bermakna dayakilas bertindak pada arahikut jam dan kelajuan pada arah lawan jam.Pada keadaan ini, mesin boleh beroperasisebagai pembrek atau penjana bergantungkepada bagaimana ia dilakukan, baik darisegi sambungan atau sebagainya, inikerana semuanya akan mempengaruhi nilaidayakilas dan kelajuan bagi mesin tersebut.


ii. ii. SukuanSukuan 3 3

Ia beroperasi seperti pada sukuan 1 iaituDayakilas dan kelajuan adalah pada keadaannegatif.

Jadi sukuan 3 ini beban yang menggunakantenaga mekanikal adalah beban yang beroperasi pada arah negatif.

Mesin beroperasi sebagai motor dimana iaakan menukarkan tenaga elektrik kepadatenaga mekanikal dan menghantar tenagamekanikal tersebut kepada beban.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKiii. iii. SukuanSukuan 44

Ia beroperasi seperti pada sukuan 2. Cumamembezakannya ialah dayakilas adalah padakeadaan negatif dan kelajuan positif.

Erti kata lain, dayakilas bertindak pada arahlawan jam dan kelajuan pada arah jam.

Sukuan ini adalah sama dengan sukuankedua baik dari segi membrek atau penjana.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKLengkungLengkung DayakilasDayakilas –– KelajuanKelajuan (Motoring)(Motoring)(motor (motor jenisjenis sangkarsangkar tupaitupai))

DayakilasDayakilas yang yang dihasilkandihasilkan oleholeh motor 3 motor 3 fasafasabergantungbergantung kepadakepada kelajuannyakelajuannya tetapitetapi hubunganhubunganantaraantara keduakedua--duadua parameter parameter iniini tidaktidak bolehbolehdiwakilidiwakili oleholeh sesuatusesuatu persamaanpersamaan yang yang mudahmudah. . OlehOleh ituitu, , hubunganhubungan tersebuttersebut adalahadalah lebihlebih mudahmudahditunjukkanditunjukkan dengandengan menggunakanmenggunakan garisgaris lengkuklengkuk. .


0 20 40 60 80 N 100 Kelajuan %

Ns

2.5

T

1.5

Dayakilas, T(Nm)

Pull up torque

Break down torque

Full load

Lengkuk Ciri Dayakilas - Kelajuan

Locked rotor torque

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIK DalamDalam rajah rajah didi atasatas, T , T mewakilimewakili dayakilasdayakilas yang nominal yang nominal

padapada bebanbeban penuhpenuh. . SepertiSeperti yang yang dapatdapat diperhatikandiperhatikan, , dayakilasdayakilas permulaanpermulaan ((padapada N=0) N=0) adalahadalah 1.5T 1.5T dandandayakilasdayakilas maksimummaksimum ((dipanggildipanggil breakdown torque) breakdown torque) padapada2.5T.2.5T.

PadaPada bebanbeban penuhpenuh, motor , motor akanakan berputarberputar padapada kelajuankelajuanN. N. ApabilaApabila bebanbeban mekanikalmekanikal meningkatmeningkat, , kelajuankelajuan motor motor akanakan menurunmenurun sehinggasehingga dayakilasdayakilas motor motor ituitu adalahadalahsamasama dengandengan dayakilasdayakilas bebanbeban. . JikaJika keduakedua--duaduadayakilasdayakilas adalahadalah seimbangseimbang, motor , motor tersebuttersebut akanakanberputarberputar padapada kelajuankelajuan yang yang malarmalar ((tetapitetapi kelajuankelajuan lebihlebihrendahrendah berbandingberbanding kelajuankelajuan asalasal). ). JikaJika dayakilasdayakilas bebanbebanmelebihimelebihi 2.5T, motor 2.5T, motor tersebuattersebuat akanakan berhentiberhenti secarasecaramengejutmengejut..

KESAN TERHADAP BENTUK DAN KEDUDUKANKESAN TERHADAP BENTUK DAN KEDUDUKANGARISLENGKUNG DAYA KILAS GARISLENGKUNG DAYA KILAS –– KELAJUANKELAJUAN Untuk motor aruhan jenis sangkar tupai (Untuk motor aruhan jenis sangkar tupai (squirrelsquirrel--cage induction cage induction

motormotor), bentuk lengkuk dayakilas ), bentuk lengkuk dayakilas –– kelajuan bergantung kepada kelajuan bergantung kepada voltan dan frekuensi yang diberikan pada stator. Jika frekuensi voltan dan frekuensi yang diberikan pada stator. Jika frekuensi (f) ditetapkan, dayakilas adalah berkadar terus dengan kuasa (f) ditetapkan, dayakilas adalah berkadar terus dengan kuasa dua voltan. Disamping itu, kelajuan segerak bergantung kepada dua voltan. Disamping itu, kelajuan segerak bergantung kepada frekuensi bekalan.frekuensi bekalan.

Di sini kita akan melihat apa yang berlaku jika keduaDi sini kita akan melihat apa yang berlaku jika kedua--dua voltan dua voltan dan frekuensi stator diubah. Secara praktikal, bekalan voltan dan frekuensi stator diubah. Secara praktikal, bekalan voltan dan frekuensi dilaras dalam kadaran yang sekata (dan frekuensi dilaras dalam kadaran yang sekata (linearlinear) untuk ) untuk memastikan fluk dalam sela udara adalah malar. Sebagai memastikan fluk dalam sela udara adalah malar. Sebagai contoh, jika voltan digandakan dengan faktor dua, frekuensi contoh, jika voltan digandakan dengan faktor dua, frekuensi juga digandakan dua kali. Dalam keadaan ini, bentuk lengkuk juga digandakan dua kali. Dalam keadaan ini, bentuk lengkuk dayakilas dayakilas –– kelajuan adalah masih sama tetapi kedudukannya kelajuan adalah masih sama tetapi kedudukannya akan diubah sepanjang paksi X mengikut frekuensi.akan diubah sepanjang paksi X mengikut frekuensi.



(a) Ciri Dayakilas-kelajuan untuk Motor Sangkar Tupai


b) Perubahan dengan voltan dan frekuensi yang berbeza nilai tetapibentuknya masih sama hanya berada pada kedudukan yang berlainan


Rajah di atasRajah di atas menunjukkan bentuk menunjukkan bentuk lengkung dayakilas lengkung dayakilas –– kelajuan sebuah kelajuan sebuah motor aruhan tiga fasa jenis sangkar tupai motor aruhan tiga fasa jenis sangkar tupai 11 kW, 460 V, 60 Hz di mana pada 11 kW, 460 V, 60 Hz di mana pada kelajuan beban penuh adalah 1725 p.p.m. kelajuan beban penuh adalah 1725 p.p.m. (pusingan per minit) dan dayakilas beban (pusingan per minit) dan dayakilas beban penuh adalah 60 Npenuh adalah 60 N--m (m (newton meternewton meter) ) manakala dayakilas maksimum adalah manakala dayakilas maksimum adalah 160 N160 N--m dan arus rotor berkunci (tidak m dan arus rotor berkunci (tidak bergerak) adalah 80 A.bergerak) adalah 80 A.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKContoh 1Contoh 1

Jika keduaJika kedua--dua voltan dan frekuensi dikurangkan sebanyak satu per dua voltan dan frekuensi dikurangkan sebanyak satu per empat (empat (¼¼) daripada asal iaitu 115 V dan 15 Hz, lengkuk dayakilas ) daripada asal iaitu 115 V dan 15 Hz, lengkuk dayakilas kelajuan akan digerak ke arah kiri. Pada masa ini, lengkuk tersekelajuan akan digerak ke arah kiri. Pada masa ini, lengkuk tersebut akan but akan memintas (memotong) paksi X pada kelajuan segerak 450 p.p.m. memintas (memotong) paksi X pada kelajuan segerak 450 p.p.m. sepertimana yang ditunjukkan dalam sepertimana yang ditunjukkan dalam Rajah (b)Rajah (b) di atas.di atas.

Mengikut formulaMengikut formula : Ns: Nsbarubaru = 120 f / P == 120 f / P = 120 (15) / 4 =120 (15) / 4 = 450 p.p.m.450 p.p.m.

ATAUATAU NsNsbarubaru = Ns= Nslama lama / faktor yang dikurangkan/ faktor yang dikurangkan= = 18001800 == 450 p.p.m450 p.p.m

4 4

Jika keduaJika kedua--dua nilai voltan dan frekuensi ditingkatkan sebanyak 50% dua nilai voltan dan frekuensi ditingkatkan sebanyak 50% (690 V, 90 Hz), lengkuk tersebut akan dianjak ke arah kanan dan (690 V, 90 Hz), lengkuk tersebut akan dianjak ke arah kanan dan memotong paksi X pada kelajuan segerak selaju 2700 p.p.m.memotong paksi X pada kelajuan segerak selaju 2700 p.p.m.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKPENGIRAAN BAGI KEDUDUKAN BARU PENGIRAAN BAGI KEDUDUKAN BARU GARISLENGKUNG DAYAKILAS GARISLENGKUNG DAYAKILAS –– KELAJUAN BAGI KELAJUAN BAGI LAINLAIN--LAIN NILAI VOLTAN / FREKUENSILAIN NILAI VOLTAN / FREKUENSI

Contoh 3Contoh 3--11

Motor aruhan sangkar tupai tiga (3) fasa, 10 kuasa kuda (k.k.),Motor aruhan sangkar tupai tiga (3) fasa, 10 kuasa kuda (k.k.),575 V, 1750 p.p.m. (pusingan per minit), 60 Hz, 4 kutub575 V, 1750 p.p.m. (pusingan per minit), 60 Hz, 4 kutubmenghasilkan dayakilas sebanyak 110 Nmenghasilkan dayakilas sebanyak 110 N--m (m (newton meternewton meter))pada kelajuan 1440 p.p.m. Jika motor diuja pada frekuensipada kelajuan 1440 p.p.m. Jika motor diuja pada frekuensi25Hz. Kira :25Hz. Kira :

a)a) voltan stator yang diperlukan untuk mengekalkan fluk voltan stator yang diperlukan untuk mengekalkan fluk yang sama di dalam mesin.yang sama di dalam mesin.

b)b) kelajuan baru pada dayakilas 110 Nkelajuan baru pada dayakilas 110 N--m.m.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKPenyelesaianPenyelesaian

a)a) Voltan mestilah dikurangkan mengikut kadar frekuensi.Voltan mestilah dikurangkan mengikut kadar frekuensi.EE = (f2 / f1) x V = (25 / 60) x 575= (f2 / f1) x V = (25 / 60) x 575 == 240 V240 V

b)b) Kelajuan segerakKelajuan segerakNs1Ns1 = 120f1 /p = (120 x 60) / 4 = 1800 p.p.m.= 120f1 /p = (120 x 60) / 4 = 1800 p.p.m.

Maka kelajuan kegelinciran pada dayakilas ialah :Maka kelajuan kegelinciran pada dayakilas ialah :N1N1 = Ns1 = Ns1 -- NrNr = 1800 = 1800 –– 1440 = 360 p.p.m.1440 = 360 p.p.m.

Kelajuan segerak pada kelajuan 25 Hz ialah :Kelajuan segerak pada kelajuan 25 Hz ialah :Ns2Ns2 = (f2 / f1) x Ns1 = (25 / 60) x 1800 = 750 p.p.m= (f2 / f1) x Ns1 = (25 / 60) x 1800 = 750 p.p.m

Kelajuan yang baru pada 110 NKelajuan yang baru pada 110 N--m ialah :m ialah :NN = Ns2 = Ns2 -- N1 = 750 N1 = 750 -- 360 = 360 = 390 p.p.m.390 p.p.m.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKKEDUDUKAN BARU GARISLENGKUNG DAYAKILAS – KELAJUAN BAGI LAIN-LAIN NILAI VOLTAN / FREKUENSI

575 V, 60 Hz

Dayakilas

Kelajuan

(a) Kedudukan lama garislengkung dayakilas kelajuan


240 V, 25 Hz

Dayakilas

Kelajuan

(b) Kedudukan baru garislengkung dayakilas – kelajuan


575 V, 60 Hz

Dayakilas

Kelajuan

240 V, 25 Hz

Gabungan antara kedua-dua garislengkung dayakilas - kelajuan

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKLATIHANLATIHAN

1.1. Motor aruhan sangkar tupai tiga (3) fasa, empat (4) kutub denganMotor aruhan sangkar tupai tiga (3) fasa, empat (4) kutub dengankadaran 208 V, 60 Hz. Dikehendaki motor berpusing pada kelajuan kadaran 208 V, 60 Hz. Dikehendaki motor berpusing pada kelajuan tanpa beban pada 225 p.p.m untuk mengekalkan fluk yang sama tanpa beban pada 225 p.p.m untuk mengekalkan fluk yang sama dalam ruang udara. Jika motor diuja pada frekuensi 75 Hz,dalam ruang udara. Jika motor diuja pada frekuensi 75 Hz,Kira :Kira :

i.i. voltan yang diperlukan oleh stator.voltan yang diperlukan oleh stator.ii.ii. kelajuan baru pada dayakilas 225 Nkelajuan baru pada dayakilas 225 N--m.m.

2.2. Motor aruhan sangkar tupai tiga (3) fasa, empat (4) kutub, 440 VMotor aruhan sangkar tupai tiga (3) fasa, empat (4) kutub, 440 V, 50 , 50 Hz akan menjanakan dayakilas sebanyak 100 NHz akan menjanakan dayakilas sebanyak 100 N--m pada kelajuan m pada kelajuan 1200 p.p.m.. Jika bekalan frekuensi stator dikurangkan sebanyak 1200 p.p.m.. Jika bekalan frekuensi stator dikurangkan sebanyak separuh (50%).separuh (50%).Kira :Kira :

i.i. bekalan voltan stator yang diperlukan untuk memastikan bekalan voltan stator yang diperlukan untuk memastikan nilai fluk yang sama pada motor tersebut.nilai fluk yang sama pada motor tersebut.

ii.ii. kelajuan baru pada dayakilas 100 Nkelajuan baru pada dayakilas 100 N--m.m.iii.iii. lakarkan kedudukan baru garislengkung tersebut.lakarkan kedudukan baru garislengkung tersebut.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKGARISLENGKUNG ARUS GARISLENGKUNG ARUS –– KELAJUANKELAJUAN

Garis lengkung Arus Kelajuan untuk Motor AruhanGaris lengkung Arus Kelajuan untuk Motor Aruhan(bila f/v berubah)(bila f/v berubah)

Ciri garislengkung arus Ciri garislengkung arus –– kelajuan bagi motor aruhan kelajuan bagi motor aruhan adalah dalam bentuk lengkung adalah dalam bentuk lengkung VV yang mempunyai nilai yang mempunyai nilai terendah pada kelajuan segerak. Nilai arus minimum terendah pada kelajuan segerak. Nilai arus minimum adalah sama dengan arus kemagnetan yang diperlukan adalah sama dengan arus kemagnetan yang diperlukan untuk menghasilkan fluk di dalam mesin. untuk menghasilkan fluk di dalam mesin.

Oleh kerana fluk sentiasa tetap, maka arus kemagnetan Oleh kerana fluk sentiasa tetap, maka arus kemagnetan adalah sama pada semua kelajuan segerak. adalah sama pada semua kelajuan segerak.


BENTUK GARISLENGKUNG CIRI ARUSBENTUK GARISLENGKUNG CIRI ARUSKELAJUAN MOTOR ARUHANKELAJUAN MOTOR ARUHAN

Kelajuan (p.p.m)1440

Arus (A)

100

Lengkung arus – kelajuan bagi motor aruhan (dengan rintangan rotor normal)


KESAN GARISLENGKUNG ARUS – KELAJUAN SEKIRANYA VOLTAN STATOR DAN FREKUENSI DIUBAH PADA KADAR YANG SAMA

Jika voltan stator dan frekuensi berubah dalam kadar Jika voltan stator dan frekuensi berubah dalam kadar yang sama, lengkung arus yang sama, lengkung arus –– kelajuan adalah dalam kelajuan adalah dalam bentuk yang sama tetapi berubah sepanjang paksi bentuk yang sama tetapi berubah sepanjang paksi mendatar. Kesannya, lengkung dayakilas mendatar. Kesannya, lengkung dayakilas –– kelajuan dan kelajuan dan arus arus –– kelajuan bergerak bersama mengikut perubahan kelajuan bergerak bersama mengikut perubahan nilai frekuensinilai frekuensi. .


Contoh Contoh

Rajah di bawahRajah di bawah,, menunjukkan garislengkung arus menunjukkan garislengkung arus ––kelajuan bagi 15 k.k , 460V, 60Hz bagi motor aruhan kelajuan bagi 15 k.k , 460V, 60Hz bagi motor aruhan sangkar tupai. Pada ketika ini arus rotor biasanya sangkar tupai. Pada ketika ini arus rotor biasanya 120A120Adan daya kilas ialah dan daya kilas ialah 80 N80 N--mm. .

Sekiranya voltan stator dan frekuensi diubah sebanyak Sekiranya voltan stator dan frekuensi diubah sebanyak 75% iaitu 115V, 15Hz, arus motor yang diperolehi ialah 75% iaitu 115V, 15Hz, arus motor yang diperolehi ialah 80A dan dayakilasnya ialah 160 N80A dan dayakilasnya ialah 160 N--m. m.

Apa yang dapat diperhatikan ialah pengurangan voltan Apa yang dapat diperhatikan ialah pengurangan voltan stator dan frekuensi pada nisbah yang sama dapat stator dan frekuensi pada nisbah yang sama dapat mengurangkan arus rotor, manakala dayakilas bagi mengurangkan arus rotor, manakala dayakilas bagi motor telah meningkat.motor telah meningkat.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKBENTUK GARISLENGKUNG ARUS KELAJUAN SEKIRANYA VOLTANBENTUK GARISLENGKUNG ARUS KELAJUAN SEKIRANYA VOLTANSTATOR DAN FREKUENSI DIUBAH PADA KADAR YANG SAMASTATOR DAN FREKUENSI DIUBAH PADA KADAR YANG SAMA

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKNm

Kelajuan

T60

I60

T15

I15

150

100

75

Ciri-ciri kelajuan arus/ dayakilas untuk dua nilai yang berlainan1800450

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKContoh Contoh

Dengan menggunakan garislengkung arusDengan menggunakan garislengkung aruskelajuan pada kelajuan pada Rajah di atasRajah di atas ::

i.i. Kira voltan dan frekuensi yang diperlukan Kira voltan dan frekuensi yang diperlukan supaya motor aruhan sangkar tupai empat supaya motor aruhan sangkar tupai empat (4) kutub, 60Hz, 460V boleh beroperasi pada (4) kutub, 60Hz, 460V boleh beroperasi pada 3200 p.p.m. bagi menghasilkan dayakilas 3200 p.p.m. bagi menghasilkan dayakilas 100 N100 N--m. m.

ii.ii. Nyatakan perkaitan di antara arus stator dengan Nyatakan perkaitan di antara arus stator dengan dayakilas dayakilas –– kelajuan.kelajuan.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKPenyelesaianPenyelesaianKelajuan segerak Ns1Kelajuan segerak Ns1 = 120 f / P= 120 f / P = 120 (60)/ 4= 120 (60)/ 4 = 1800 p.p.m.= 1800 p.p.m.

i. Merujuk kepada Rajah 4.2, apabila motor beroperasi pada 60Hzi. Merujuk kepada Rajah 4.2, apabila motor beroperasi pada 60Hz dan dan daya kilas 100Ndaya kilas 100N--m, kelajuan adalah 1650 p.p.m., maka kelajuan m, kelajuan adalah 1650 p.p.m., maka kelajuan kegelinciran ialah: kegelinciran ialah:

N1N1 = Ns = Ns –– NrNr == 1800 1800 –– 16501650= 150 p.p.m= 150 p.p.m

Kelajuan kegelinciran adalah sama apabila motor menghasilkanKelajuan kegelinciran adalah sama apabila motor menghasilkan 100 N100 N--m m pada 3200 p.p.m., maka kelajuan segerak mestilah :pada 3200 p.p.m., maka kelajuan segerak mestilah :

Ns2Ns2 == 3200 + 1503200 + 150 == 3350 p.p.m.3350 p.p.m.

Hubungkait antara frekuensi ialah :Hubungkait antara frekuensi ialah :ff == ( 3350 / 1800 ) x 60 ( 3350 / 1800 ) x 60 == 111.7 Hz111.7 Hz

Hubungkait antara voltan stator ialah :Hubungkait antara voltan stator ialah :EE == ( 111.7 / 60 ) x 460( 111.7 / 60 ) x 460 == 856 V856 V


ii. Lengkung arus ii. Lengkung arus –– kelajuan seperti di kelajuan seperti di Rajah di Rajah di atas, atas, menunjukkan arus stator ialah 40 A menunjukkan arus stator ialah 40 A apabila dayakilas 100 Napabila dayakilas 100 N--m. Ini kerana lengkung m. Ini kerana lengkung arus arus –– kelajuan berubah mengikut lengkung kelajuan berubah mengikut lengkung dayakilas dayakilas –– kelajuan di mana arus masih 40 A kelajuan di mana arus masih 40 A pada 3200 p.p.m. dan daya kilas 100 Npada 3200 p.p.m. dan daya kilas 100 N--m.m.

PEMACU ELEKTRIKPEMACU ELEKTRIKLATIHANLATIHAN

1.1. Kelajuan rotor apabila motor aruhan sangkar tupai beroperasi padKelajuan rotor apabila motor aruhan sangkar tupai beroperasi pada a 80 Hz dan daya kilas 120 N80 Hz dan daya kilas 120 N--m ialah 1750 p.p.m. Kiram ialah 1750 p.p.m. Kira ::i. frekuensi dan i. frekuensi dan ii. voltan ii. voltan yang diperlukan supaya motor dengan empat (4) kutub, 440V yang diperlukan supaya motor dengan empat (4) kutub, 440V tersebut boleh beroperasi pada 3500 p.p.m. bagi menghasilkan tersebut boleh beroperasi pada 3500 p.p.m. bagi menghasilkan daya kilas 120 Ndaya kilas 120 N--m. m.

2.

Dengan merujuk pada Rajah di atas, menunjukkan garislengkung arus – kelajuan bagi 15 k.k , 460V, 60Hz bagi motor aruhan sangkar tupai. Pada ketika ini arus rotor biasanya 120A dan daya kilas ialah 80 N-m. Kirakan :

i. voltanii. frekuensi

yang akan diberikan kepada stator di mana daya kilas rotor berkunci (tidak bergerak) adalah 100 N-m pada arus 40 A, 4 kutub.

SECARA PRAKTIKALSECARA PRAKTIKAL PenyongsangPenyongsang direkadireka supayasupaya berupayaberupaya ,,mengekalkanmengekalkan

nisbahnisbah V/f V/f padapada keadaankeadaan tetaptetap sehinggasehingga base speed base speed berfrekuensiberfrekuensi didi manamana frekuensinyafrekuensinya adalahadalah frekuensifrekuensibekalanbekalan kuasakuasa ((masukanmasukan 50 Hz).50 Hz).

F>50 Hz F>50 Hz –– voltanvoltan penyongsangpenyongsang akanakan tetaptetap beradaberada padapadanilainilai maksimumnyamaksimumnya..

-- fluksfluks akanakan dikekalkandikekalkan tetaptetap sehinggasehinggakelajuankelajuan base speed base speed

-- ΦΦ αα 1/f 1/f

BAB 2 - · PDF filedipisahkan daripada litar kuasa kerana: a) Tanpa pengasingan, sebarang...

Documents

Transcript of BAB 2 - · PDF filedipisahkan daripada litar kuasa kerana: a) Tanpa pengasingan, sebarang...