motor aruhan

8/10/2019 Motor Aruhan

1/20

Jabatan KejuruteraanElektrik

Universiti Malaya

Ujikaji E1

Ciri-CiriMotor

Aruhan(Lucas-Nulle)


2/20

ISMAIL HASMAN BIN MOHAMED @SALLEH

KEE 98056

780508-11-5133

E3

PENGENALANMesin elektrik sebagai satu pengubah tenaga elektromekanik terdiridaripada dua kelas yang penting iaitu penjanakuasa dan motor.Penjanakuasa mengubahkan tenaga mekanik kepada tenaga elektrikmanakala motor mengubahkan tenaga elektrik kepada tenagamekanik.

Motor pula terdiri daripada motor arus terus dan motor arusulang-alik. Salah satu jenis motor arus ulang-alik yang penting ialahmotor aruhan. Motor aruhan merupakan motor yang paling kerapdijumpai dalam industri kerana beberapa kelebihan motor jenis ini..

Dalam motor aruhan, rotor tidak menerima kuasa elektrik secaraterus melalui pengalir tetapi secara aruhan elektromagnet menuruthukum Faraday.

Dalam eksperimen ini, kami menyelidiki ciri-ciri motor aruhan.Kelakuan motor aruhan kami kaji melalui ujian-ujian yang berikut:

jian ! " Permulaanjian # " Pengukuran gelinciran secara langsungjian $ " jian beban

Dalam ujian !, kami meneliti nilai-nilai terkadar motor yangdigunakan, mengkaji hubungan arus motor dan tork dengan laju sertamengkaji kaitan arus motor dengan laju motor pada setiap kedudukanpemula..


3/20

Dalam ujian #, nilai slip bagi motor aruhan ditentukan secaralangsung melalui pengukuran masa $% ayunan arus pemutar.

Dalam ujian yang terakhir, ujian beban dijalankan dengan

rintangan si&ar, pertengahan dan maksimum pada litar pemutar. 'ra&tork keluaran mela(an laju dan gra& kecekapan motor mela(an kuasakeluaran diplotkan untuk ketiga-tiga ujian beban ini. )khir sekali,hubungan beberapa kuantiti penting seperti laju, slip danseumpamanya dengan tork diselidiki.

TEOR MOTOR ARU!AN

MOTOR ARU!AN "E#AGAME"N ELE$TR$

Mesin elektrik ialah peranti yang mengubahkan tenaga elektrik kepada

tenaga mekanik atau sebaliknya. *adi, mesin elektrik juga digelarpengubah tenaga elektromekanik. +ni digambarkan dalam ajah !:

ajah ! Per(akilan am mesin elektrik unggul.

Mesin elektrik terdiri daripada dua kelas yang utama berasaskanpengubahan tenaga yang berlaku. )pabila mengubahkan tenagaelektik kepada tenaga mekanik, ia dipanggil motor dan apabilamengubahkan tenaga mekanik kepada tenaga elektrik, ia dipanggilpenjanakuasa. Secara ringkas,

Mesin

elektrik

unggul

Pangkalan

mekanik

Pangkalan

elektrik

+

-

v

i wT

motor

penjanakuasa

tenaga mekaniktenaga elektrik


4/20

Dalam ajah !, dan i masing-masing ialah oltan dan aruspada pangkalan elektrik manakala ( dan masing-masing ialah lajusudut dan tork pada pangkalan mekanik. ntuk mesin elektrik yangunggul, hubungan berikut adalah benar

i / (

Motor terdiri daripada dua kelas yang utama iaitu motor arusterus dan motor arus ulang-alik. Dalam motor arus terus, tenagaelektrik dibekalkan sebagai tenaga elektrik arus terus manakala dalamtenaga elektrik arus ulang-alik.

Motor aruhan, sebagaimana diimplikasi oleh namanya, tidakmenerima kuasa elektrik secara terus melalui pengalir atau konduktortetapi secara aruhan elektromagnet mengikut hukum Faraday:

*ika 0uks magnet mengait satu pengalir, oltan teraruh di antara

pengkalan-pengkalan pengalir itu.

Motor jenis ini hanya mempunyai gegelung amortisseur dan tidakmempunyai litar medan arus terus. 1iri terutama motor aruhan ialahtiada arus medan a. t. diperlukan untuk operasinya.


5/20

E$"PERMEN

O#%E$T&'Mengkaji kelakuan motor aruhan.

PERALATAN'

!. Motor aruhan#. 2eban mekanik 3 penjanakuasa sebagai beban$. Meter-meter

4. *am randik

LANG$A!-LANG$A! #ER%AGA-%AGA'

!. Motor aruhan dimulakan pada rintangan maksimum dalam litarpemutar 5sepadan dengan kedudukan !6.

#. 7attmeter dan ammeter tidak dimasukkan ke dalam soket litarapabila motor aruhan dimulakan kecuali dalam ujian mengenaiserbuan arus mulaan.

$. 8itar untuk setiap ujian diperiksa terlebih dahulu oleh seorang

pengajar sebelum ujian dijalankan.

U%AN-U%AN

jian ! " Permulaanjian # " Pengukuran gelinciran secara langsungjian $ " jian beban


6/20

U%AN 1 PERMULAAN

PRO"EUR'!. Motor dan beban yang akan digunakan dikaji.#. 9ilai-nilai terkadar yang terdapat pada motor dicatatkan. 9ilai-nilai

terkadar ini dipastikan tidak dile(ati sepanjang ujian-ujian.$. Panel untuk sambungan litar dikaji. Fungsi setiap peralatan serta

cara menggendalikannya di&ahami. Motor sentiasa dimulakandengan menyambungkan rintangan tambahan pada pemutar.

4. 7attmeter dan meter &aktor kuasa serta cara sambungan merekadikaji.

. 8itar seperti dalam ajah ! disambung. intangan pemula

dipastikan berada pada kedudukan !. Motor dihidupkan dan torkbeban diselaraskan untuk mendapat kelajuan berpandukan nilai lajuyang diberikan dalam *adual !. 9ilai tork dan arus yang sepadandiukur untuk melengkapkan *adual !. Permulaan adalah padakelajuan yang maksimum iaitu !$% psm. jian yang sama diulangidengan mengubah kedudukan rintangan pemula kepada kedudukan#, $, 4, dan ;.

ajah !


7/20

;. 'ra& arus 5+6 mela(an laju 596 dan tork 56 mela(an laju 596diplotkan daripada *adual !. 2entuk lengkung pada kedudukan ;diterangkan.


8/20

%a*ual 1

Kedudukan Pemula

8aju, 95psm6

!$% !$%% !#%% !!%% !%%% ?%

! + 5)6 !. % !.! !.! !.!

59m6 !.; #.= 4.% 4.;# + 5)6 !.% !.% !.! !.$ !.4

59m6 !.# $.# .


9/20

Per0incan,an ,ra/ untuk %a*ual 1 a*a ke*u*ukan (*an 2)

Catatan' 2acaan untuk kedudukan ; adalah tidak lengkap keranasemasa eksperimen, bacaan-bacaan arus dan tork tidak dapat

dihasilkan untuk nilai laju yang kurang daripada !#%% psm. *adi,perbincangan gra& untuk *adual ! pada kedudukan juga dimasukkan.Perbincangan kedua-duanya adalah lebih kurang sama.Kedudukan ; sepadan dengan kedudukan dengan rintangan pemula5hampir6 si&ar. Kedudukan boleh dianggap sebagai kedudukandengan rintangan pemula yang kecil berbanding dengan kedudukan !,#, $ dan 4.Daripada gra&-gra&, bagi kedua-dua kedudukan ; dan , arus + dan tork berkurang apabila laju 9 bertambah bagi julat bacaan yang dapatdiambil.

Keadaan ini boleh dijelaskan seperti berikut:

)pabila laju motor 5rotor6 bertambah, slip 3 gelinciran berkurangan dandengan itu pemotongan rotor oleh 0uks magnet stator berkurangan.*adi, arus + yang teraruh berkurangan. Daripada persamaan

/ k+r@rkos r

di mana k pemalar, +r/ +, @roltan teraruh pada rotor dan rbeAa &asaantara arus dan oltan, jelas baha(a tork juga berkurangan kerana +rdan @rberkurangan hasil pemotongan 0uks yang berkurang.

%a*ual 3

Pemula ! # $ 4 ;

8aju, 95psm6

!#% !4%% !4% !%% !%% !%

)rus 5)6 !.% !.! !.# !.# !.# !.#

Ulasan terha*a hu0un,an *i antara arus .otor *an laju .otora*a tia-tia ke*u*ukan e.ula

Daripada *adual #, didapati baha(a jika tork adalah tetap, apabilarintangan pemula berkurangan 5kedudukan pemula bertambah6, lajumotor bertambah manakala arus motor tetap sama dan tidakdipengaruhi oleh rintangan pemula 5kedudukan pemula6. Dengan itujuga, apabila tork adalah tetap, arus motor tidak dipengaruhi oleh lajumotor.


10/20

U%AN 3 "U$ATAN LANG"UNG UNTU$GELNCR

PRO"EUR'

!. 8itar disambung supaya motor bergerak dengan beban, sepertiyang ditunjukkan dalam ajah ! di atas. intangan pemutardipastikan berada pada tahap maksimum dan nilai beban adalahsi&ar. Satu ammeter si&ar-tengah dengan julat yang sesuaidisambungkan ke bahagian litar pemutar. Suis dihidupkan untukmenjalankan motor dan rintangan pemutar dikurangkan perlahan-lahan ke si&ar. 8aju pemutar dan &rekuensi arus pemutar diukurkan.

jian itu diulangi beberapa kali 5B46 dengan beban yang berlainanseperti ditunjukkan dalam *adual $. 8aju pemutar dikirakan denganmenggunakan &rekuensi arus pemutar dan ini dibandingkan denganlaju pemutar yang diperoleh yang disukat dari metertako.

#. Keputusan berikut ditunjukkan secara matematik: pada nilai slipyang tetap dan pada setiap nilai rintangan litar pemutar, jumlahtork yang dihasilkan oleh motor aruhan adalah hampir berkadarterus kepada kuasa dua oltan bekalan.

$EPUTU"AN

%AUAL 4

+ 5)6C2ilanganayunan

Masa, t 5s6

MasaSatu

ayunan,

/t3$%5s6

Frekuensi

gelinciran, Fs/!3

5A6

'elinciran, s/Fs3FEF/%A

8ajupemutar yangdikira

5psm6 G

8ajupemutar darimetertako5psm6

HralatpadametertakoGG

#.! C $% =.< %.#=< $.4= %.%


11/20

5 $iraan laju e.utar

8aju pemutar dikira daripada &rekuensi arus pemutar dengan rumus-rumus berikut:

2iar 9S/ laju segerak9s/ !#% 5%634 / !%% psm

9/ 5!-s69S/ 5! - Fs3F69s

55 $iraan 6 ralat a*a .eter tako

H ralat pada meter tako dikira dengan rumus

H ralat / I laju bacaan " laju kiraan I J !%%H 3 laju kiraan

Per0an*in,an antara laju e.utar +an, *ikira *en,an lajue.utar +an, *isukat *en,an .eter tako

Daripada *adual $, laju pemutar yang dikira dengan &rekuensi aruspemutar dan laju pemutar yang disukat dengan meter tako adalahagak bersetuju.

Meter tako yang digunakan mempunyai unit terkecil % psm yangmemberi peratus ralat 5%65!%% H6 3 !$%% / 4 H bagi bacaan dalamlingkungan !$%%. Peratus ralat yang dikira dalam lajur terakhir *adual $adalah lebih kurang sama dengan peratus ralat 4H ini yangdisebabkan oleh pembacaan skala.

Selain itu, punca ralat yang mungkin ialah pengukuran masa ayunanyang kurang tepat. Semasa eksperimen, kami berasa sukar untukmenyukat masa $% ayunan kerana jarum ammeter berayun dengansangat cepat.


12/20

Ter0itan .ate.atik untuk hu0un,an tork *en,an 7oltan

ork terhasil pada rotor,

/ k+r@rkos r

di mana k / pemalar +r / arus rotor per &asa

@r / oltan rotor per &asa r/ beAa &asa antara +r dan @r

*uga

+r/ @r3 5r# Lr#6 5Persamaan b6

di mana r/ rintangan rotor per &asa Lr / reaktans rotor per &asa

Dari persamaan-persamaan a dan b,

/ k@r# kos r3 5r# Lr#6

etapi @r / s@%di mana @% adalah oltan teraruh pada rotor dalamkeadaan rotor terkunci. *adi,

/ ks#@%#kos r3 5r# Lr#6

*ika nilai slip,s adalah tetap, maka

@%#

pada setiap nilai rintangan litar pemutar r.

leh sebab, @%>, oltan bekalan,

>#


13/20

*adi, bagi nilai slip yang tetap dan pada setiap rintangan litar pemutar,jumlah tork yang dihasilkan oleh motor aruhan adalah hampir berkadarterus terus kepada kuasa dua oltan bekalan. 5ertunjuk6

U%AN 4 U%AN #E#AN

PRO"EUR'

ajah #

!. Ujian 0e0an *en,an rintan,an si/ar a*a litar e.utar($e*u*ukan )8

Motor disambungkan supaya ia bergerak dengan beban. intanganpemutar dipastikan adalah maksimum dan nilai beban adalah si&ar.Motor dihidupkan dan rintangan pemutar dikurangkan denganperlahan-lahan sehingga sampai ke si&ar. *adual 4 dilengkapkanberpandukan nilai arus dan oltan talian yang diberikan.

#. Ujian 0e0an *en,an rintan,an erten,ahan a*a litare.utar ($e*u*ukan 9)8

jian di bahagian ! di atas diulangi tetapi dengan rintanganpemutar dikurangkan ke nilai pertengahan sahaja dan bebanditambah hingga mencapai arus yang dikehendaki. *adual


14/20

dilengkapkan berpandukan nilai arus dan oltan talian yangdiberikan.

$. Ujian 0e0an *en,an rintan,an .aksi.u. a*a litare.utar ($e*u*ukan 3)8

jian di bahagian ! di atas diulangi tetapi pada rintangan pemutaryang maksimum dalam litar pemutar dan beban ditambah hinggamencapai arus yang dikehendaki. *adual ; dilengkapkanberpandukan nilai arus dan oltan talian yang diberikan.

4. 'ra& tork keluaran mela(an laju untuk ketiga-tiga ujian di atasdiplotkan.

. 'ra& kecekapan motor mela(an kuasa keluaran untuk ketiga-tigaujian di atas diplotkan.

;. 8itar seperti dalam ajah # disambungkan. Motor dihidupkanselepas rintangan pemutar dipastikan adalah maksimum dan bebanadalah si&ar. 9ilai tork diubah kepada !. 9m dan rintangan pemulapada kedudukan !. *adual < dilengkapkan.


15/20

%a*ual 2 ($e*u*ukan 9)

)rus5)6

>oltanalian

5>6

Kuasamasukan

5768aju

5psm6ork59m6

Kuasakeluaran

576 GKecekapan

GG

#.% 4$% $=% !#%%


16/20

55 $iraan kecekaan

Nota'Dalam *adual 4, dan ;, lajur NKuasa masukanO merujuk kepadakuasa masukan per &asa. *adi, kuasa masukan yang sebenar Pindiberioleh

Pin/ bilangan &asa J kuasa masukan per &asa / $ J kuasa masukan dalam jadual

Kecekapan ditakri&kan sebagai

/ Pout3 Pin

Gra/ kecekaan .otor .ela:an kuasa keluaran untuk keti,a-ti,a ujian 0e0an

'ra& kecekapan motor mela(an kuasa keluaran untuk ketiga-tiga ujianbeban di atas dengan beban si&ar, beban pertengahan dan bebanmaksimum pada litar pemutar masing-masing diplotkan pada gra&yang sama di halaman sebelah.


17/20

%a*ual ;

>oltan, >5>6

4%%

ork, G59m6

!. #. $. 4. . ;

)rus, +5)6

!.% !.! !.$% !.4 !. !.; !.


18/20

Nilai tork no.inal

9ilai tork nominal atau nilai tork beban-penuh berlaku apabila kuasa

keluaran P#adalah maksimum. +a ditandakan sebagai 9pada gra&.

Ulasan terha*a laju< sli< P3< arus *an kos aa0ila tork0erta.0ah

Daripada gra& laju, slip, P#5kuasa keluaran6, arus dan kos mela(antork yang diplotkan didapati baha(a apabila tork bertambah, laju 9 berkurang secara hampir linear

dalam julat eksperimen. apabila tork bertambah, slip s bertambah secara hampir linear

dalam julat eksperimen. apabila tork bertambah, kuasa keluaran P# bertambah sehingga

satu nilai maksimum dan berkurang semula dalam julat eksperimen.8engkung yang didapati menghampiri satu parabola.

apabila tork bertambah, arus + juga bertambah dalam julateksperimen.

apabila tork bertambah, kos juga bertambah dalam julateksperimen. 9ilai kiraan kos kurang daripada nilai sukatan kos.


19/20

$E"MPULAN

Daripada eksperimen ini beberapa kesimpulan dapat dirumuskan.

)pabila laju motor bertambah, arus dan tork teraruh berkurang. intangan pemula mempengaruhi ciri-ciri arus-laju dan tork-laju

motor. Slip s boleh disukat secara terus dengan menggunakan hubungan

Fs3 F / s di mana Fs &rekuensi oltan atau arus rotor dan F &rekuensiasegerak. ork berkadar terus dengan kuasa dua oltan bekalan jika slip

adalah tetap. intangan pada litar pemutar mempengaruhi ciri-ciri motor.


20/20

RU%U$AN

1. 2. 8. heraja, ). K. heraja,A Textbook Of Electrical Technolog,9irja 1onstruction Deelopment 1o. 5P6 8td, !??4.

!. 1harles +. urbert, Electric Machine"MaJ(ell Macmillan Publishing 1ompany

motor aruhan

Documents