Mesin Arus Bolak Balik

Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id

Mesin Arus Bolak balik TE091403

Part 1 : Teori Umum Mesin Listrik

Institut Teknologi Sepuluh Nopember August, 2012 Mesin Arus Bolak Balik Part 1 : Teori Umum Mesin Listrik

1


2

ACARA PERKULIAHAN DAN KOMPETENSI Pertemuan Kompetensi keDasar 1–2 Memahami dasar konversi energi elektromagnetik

3

Materi Pokok 1. Medan magnet dan medan listrik 2. Hukum Faraday dan Hukum Ampere. 3. Rangkaian magnetisasi 4. Energi dalam medan magnet

Memahami 1. Konversi energi dasar elektromekanik. elektromekanik 2. Gaya gerak listrik. 3. Kopel. 4. Distribusi fluks. 5. Derajat Listrik. 6. Frekuensi.

Indikator keberhasilan 1. Mampu menjelaskan hubungan medan magnet dan medan listrik 2. Mampu menjelaskan bagaimana energy tersimpan dalam medan magnet 1. Mampu menjelaskan terbangkitnya gaya gerak listrik. 2. Mampu menjelaskan kopel gaya pada mesin listrik sederhana.

Mesin Arus Bolak Balik Part 1 : Teori Umum Mesin Listrik

Prosentase materi 14%

7%


PENDAHULUAN Mesin listrik

 energi mekanis ke energi listrik atau sebaliknya

Energi mekanis  Energi listrik : GENERATOR Energi listrik

 Energi mekanis : MOTOR

Hampir semua konsep motor dan generator mengubah energi dari bentuk satu ke yang lain menggunakan prinsip kerja medan magnetik

Ketika kita membahas mesin listrik, terdapat satu lagi peralatan yang sangat sering digunakan yaitu Trafo atau Transformer. Trafo menkonversi energi listrik arus bolak balik dari level tegangan satu ke level tegangan yang lain.


3


Pendahuluan Mengapa motor dan generator listrik sangat banyak digunakan? - Daya listrik adalah sumber energi yang ramah lingkungan dan efisien dan juga sangat mudah di transmisikan pada jarak yang jauh. Selain itu juga mudah dikontrol - Tidak memerlukan ventilasi, ruang pembakaran dan bahan bakar (jika dibandingkan dengan mesin bakar), tidak menghasilkan bahan polusi seperti mesin bakar.

4 Mesin Arus Bolak Balik Part 1 : Teori Umum Mesin Listrik


Medan Elektromagnetik Medan elektromagnetik menghasilkan konversi energi, proses dan transfernya adalah sebagai berikut.


5


Intensitas magnetik (MAGNETIC INTENSITY) Intensitas medan magnet di bangkitkan oleh arus listrik

(A/m)

Intensitas medan magnet H besaran yang dapat diukur yang dapat menunjukkan bahwa arus dapat membangkitkan medan magnet. Flux medan magnet yang kuat dibangkitkan dalam inti dan besarnya juga tergantung pada material inti.


6


Kerapatan flux (FLUX DENSITY) Intensitas medan magnet  Kerapatan Flux magnet (Wb/m2 or Tesla)

Permeabilitas relatif

Permeabilitas ruang hampa

Nila yang lebih tinggi dari m, menghasilkan flux yang lebih besar untuk jumlah arus yang sama

7 Mesin Arus Bolak Balik Part 1 : Teori Umum Mesin Listrik


Flux total (TOTAL FLUX)

(Wb)


8


9

Rangkaian magnetik(MAGNETIC CIRCUITS)

Reluctance

Magnetomotive force (mmf)



Rangkaian magnetik(MAGNETIC CIRCUITS)


10


Rangkaian magnetik(MAGNETIC CIRCUITS) Hal hal yang perlu diperhatikan untuk perhitungan Total Flux Magnetik 1. Flux bocor 2. Bentuk geometri dari bahan inti, misalnya bentuk sudut lintasan 3. Ke-tidak-liniear-an (saturasi) pada materi inti 4. Fringing Effect : karakteristik magnetik yang disebabkan oleh bentuk disekitar medan magnetik yang berhadapan langsung dengan permukaan magnet (Fringing effect is the magnetic characteristic caused by the shape around directly opposing the magnetic surfaces).


11


Contoh Gambar di bawah ini menunjukkan rotor dan stator yang disederhanakan untuk motor dc. Panjang lintasan rata-rata stator adalah 50 cm, dan luas penampang adalah 12 cm2. Panjang lintasan ratarata rotor adalah 5 cm, dan luas penampang dapat diasumsikan sekitar 12 cm2. Lebar setiap celah udara antara rotor dan stator adalah 0,05 cm, dan luas penampang dari setiap celah udara (termasuk fringing) adalah 14 cm2. Inti besi memiliki permeabilitas relatif 2000 dan terdapat 200 lilitan kawat pada inti. Jika arus pada kawat diatur menjadi 1 A, berapa Kerapatan Flux pada sela udara ?


12



13


Reluctance of Stator:

Reluctance of Rotor:

Reluctance of Air-gap:


14


Equivalent Reluctance:

Net mmf:


15


Total Flux:

Flux Density:


16


Rangkain yang terhubung magnetik (MAGNETICALLY COUPLED CIRCUITS)

Flux yang melingkupi setiap kumparan (Linking flux each coil):

Untuk sistem magnet liniear (In linear magnetic system):


17



Flux terlingkupi (Flux linkages):


18



Induktansi diri (Self Inductances):

Induktansi bersama (Mutual Inductances):


19


Rangkain yang terhubung magnetik (MAGNETICALLY COUPLED CIRCUITS) Fluks terlingkupi dinyatakan dengan induktansi dan arus (Flux linkages expressed as inductances and currents):


20


Rangkain yang terhubung magnetik (MAGNETICALLY COUPLED CIRCUITS) Parameter pada kumparan 2 dinyatakan dengan kumparan 1 (Referring parameters in coil 2 to coil 1):


21


Rangkain yang terhubung magnetik (MAGNETICALLY COUPLED CIRCUITS) Persamaan tegangan: :


22


Simulasi komputer untuk rangkaian terhubung (COMPUTER SIMULATION OF COUPLED CIRCUITS) Dari persamaan fluks terlingkupi:


23


Simulasi komputer untuk rangkaian terhubung (COMPUTER SIMULATION OF COUPLED CIRCUITS) Mensubstitusikan persamaan arus pada persamaan tegangan :


24


Simulasi komputer untuk rangkaian terhubung (COMPUTER SIMULATION OF COUPLED CIRCUITS) Mensubstitusikan persamaan arus pada persamaan lm :


25


Simulasi komputer untuk rangkaian terhubung (COMPUTER SIMULATION OF COUPLED CIRCUITS) Perhitungan menggunakan integral numerik (Implementation using numerical integral):


26


Pekerjaan Rumah I (Homework I):

Dengan menggunakan “numerical integral function” dalam simulink Matlab, buatlah model dinamik untuk trafo satu fasa untuk parameter yang diberikan dibawah ini r1 = 12 W Ll1 = 27.1 mH r’2 = 10 W L’l2 = 27.1 mH Lm1 = 262.9 mH


27


Pekerjaan Rumah II (Homework II)

Dengan menggunakan “State-Space block” yang disediakan Simulink Matlab, buatlah model dinamik dari trafo satu fasa untuk parameter yang diberikan dibawah ini : r1 = 12 W Ll1 = 27.1 mH r’2 = 10 W L’l2 = 27.1 mH Lm1 = 262.9 mH


28


SATURATION IN MAGNETIC CIRCUITS


29

Mesin Arus Bolak Balik

Recommend Documents