BAB_1_BAB_1_MOTOR_AU_MOTOR_AU

BAB 1

MOTOR AU

PENGENALAN

►Perkataan mesin menunjukkan kepada motor
serta penjana.

►Motor digunakan sebagai penerangan kerana
dalam aplikasi industri motor merupakan
penggerak utama sesebuah mesin
pembuatan.

►Penjana selalunya digunakan untuk
menghasilkan tenaga elektrik semasa
bekalan kuasa terputus.

APA MAKSUD MOTOR ?
APA MAKSUD PENJANA ?

PENGENALAN

►DEFINASI MOTOR – Bekalan diberikan oleh
arus elektrik dan ini akan menghasilkan
dayakilas untuk memutarkan pergerakan
mekanikal jenis putaran.

►DEFINASI PENJANA – Dipacu oleh mesin
jenis mekanikal dan akan menjanakan
voltan yang menghasilkan pengaliran arus
di dalam litar elektrik.

PENGENALAN

PENGELASAN MOTOR JENIS AU

► MERUJUK KEPADA PRINSIP OPERASI

 Motor Segerak – biasa, super

 Motor Tak Segerak

► Motor Aruhan - sangkar tupai
- slip ring

► Motor Commutator - siri (universal)
- compensated (konduktif /
induktif)
- pirau
- repulsion (lurus)

PENGENALAN

PENGELASAN MOTOR JENIS AU

► MERUJUK KEPADA KELAJUAN

 Kelajuan tetap
 Kelajuan berubah-ubah
 Kelajuan boleh laras

► MERUJUK KEPADA CIRI STRUKTUR
BINAAN

 Buka
 Tutup
 Separuh tutup
 Ventilated (mempunyai pengaliran udara)
 Pipe ventilated (pengaliran udara jenis paip)
 Riverted frame eye (bingkai mata jenis rivet)

PENGENALAN

► KEGUNAAN
1. motor au 1 fasa – dalam perkakasan
rumah.
2. motor au 3 fasa – dalam pam, kipas,
pemampat dll.

► KEGUNAAN UMUM - Motor au banyak
digunakan di industri disebabkan mudah
untuk mendapatkan kuasa au.

PENGENALAN

► PRINSIP AM
Penukaran tenaga elektrik kepada tenaga
mekanikal berlaku dalam bahagian putaran motor.

Di dalam motor at – t.e diperolehi terus
(konduksi) kepada armature melalui berus dan
penukartertib.

Di dalam motor au – rotor tidak menerima t.e
secara konduksi tetapi secara aruhan.

PENGENALAN

►Cara aruhan ialah cara bagaimana
pengubah dapat memperolehi tenaga pada
bahagian sekundernya dari bahagian
primer.

►Motor aruhan pelbagai fasa merupakan
motor terbanyak digunakan di dalam
industri.

PENGENALAN

► Kelebihan
1. Binaan mudah, tahan lasak serta kukuh
(terutama motor sangkar tupai)
2. Harga murah dan keboleharapan tinggi
3. Kecekapan tinggi. Pada keadaan normal,
tiada berus diperlukan dan akan kurangkan
kehilangan geseran.
4. Faktor kuasa baik
5. Penyelenggaraan minimum
6. Dapat memulakan putaran dari keadaan
pegun dan tidak memerlukan pemula motor
tambahan.

PENGENALAN

► Kelemahan

1. Kelajuannya tidak boleh diubah @ laras tanpa
mengorbankan kecekapannya.

2. Sama seperti motor at jenis pirau.
Kelajuannya menurun dengan beban yang
menambah.

3. Dayakilas permulaannya adalah lebih rendah
berbanding motor pirau motor at.

MOTOR AU

KELAJUAN SEGERAK

► Medan stator berputar pada kelajuan
yang dinamakan kelajuan segerak.

► Kelajuan segerak bergantung kepada
faktor:

1. Frekuensi arus bekalan
2. Bilangan kutub
3. Amplitud voltan bekalan
4. Amplitud voltan stator
5. Saiz beban dan kapasitor @ aruhan

MOTOR AU

KELAJUAN SEGERAK

► Pengiraan

Ns = 120 f
P

di mana
Ns = kelajuan medan stator atau kelajuan

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

oleh belitan tiga fasa

MOTOR AU

KELAJUAN SEGERAK

►Contoh

Kirakan kelajuan segerak bagi motor aruhan
tiga fasa yang mempunyai 20 kutub per fasa
apabila ianya disambungkan kepada 50 Hz
daripada sumber bekalan.

►Penyelesaian 120 x (50 / 20)

Ns = 120 f / P =
= 300 p.p.m

MOTOR AU

KEGELINCIRAN (SLIP)

►Perbezaan antara kelajuan stator dengan
kelajuan rotor dipanggil gelinciran.

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

MOTOR AU

KEGELINCIRAN (SLIP)

►Pengiraan

S = Ns - Nr
Ns

di mana
S = gelinciran
Ns = 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

MOTOR AU

KEGELINCIRAN (SLIP)

► Contoh
Motor aruhan 6 kutub diuja oleh sumber bekalan tiga fasa, 60 Hz. Jika
kelajuan beban penuh adalah 1140 p.p.m, kirakan kegelinciran (slip).

► Penyelesaian Ns = 120 f / P
Kelajuan segerak motor : = 120 x (60 / 6)

= 1200 p.p.m

Perbezaan kelajuan kegelinciran : Ns - Nr = 1200 – 1140
= 60 p.p.m

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

MOTOR AU

FREKUENSI KEGELINCIRAN

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

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

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

MOTOR AU

FREKUENSI KEGELINCIRAN

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

Ns – Nr = 120 fr ------- (1)
fr
P

Oleh itu, = P x (Ns – Nr) ------- (2)
120

P= 120fs ------- (3)
Ns

Ganti (3) ke dalam (2), maka (Ns – Nr) x 120 fs
fr = 120 Ns

Oleh itu, fr = Sfs ------- (4)

Ketika s = 1 , fr = fs

MOTOR AU

FREKUENSI KEGELINCIRAN

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

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

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

3. Frekuensi arus rotor berkurang apabila kelajuan rotor
bertambah.

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

MOTOR AU

FREKUENSI KEGELINCIRAN

►Pengiraan

fr = S fs

di mana

fr - ialah frekuensi arus rotor

S - ialah gelinciran

fs - ialah frekuensi stator bekalan

(biasanya 50 Hz)

MOTOR AU

KAEDAH KAWALAN MOTOR AU

► Contoh 1

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

MOTOR AU

KAEDAH KAWALAN MOTOR AU

► Penyelesaian

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

Perbezaan kelajuan kegelinciran : Ns - Nr = 1200 – 1140
= 60 p.p.m

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

Maka frekuensi kegelinciran : S fs
fr = 0.05 x 60 Hz
= 3 Hz
=

MOTOR AU

KAEDAH KAWALAN MOTOR AU

►Contoh 2

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

MOTOR AU

KAEDAH KAWALAN MOTOR AU

► Penyelesaian

Ns = 120f = 120 (50)
p6

= 1000 p.p.m

S = Ns – Nr = 1000 – 950
Ns 1000

= 0.05

Fr = S x Fs
= 0.05 x 50
= 2.5 Hz

KAEDAH KAWALAN MOTOR AU

1. KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DENGAN
MENGUBAH VOLTAN

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

► Walaubagaimanapun cara mengawal kelajuan
menggunakan voltan bolehubah ini digunakan untuk
mengawal motor “shaded pole”, “permanent-split
capasitor-wound motor” dan motor AU universal.

KAEDAH KAWALAN MOTOR AU

2. KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DENGAN
MENGUBAH FREKUENSI

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

► Asas kawalan kelajuan frekuensi bolehubah terdapat
dalam tiga (3) bahagian iaitu :
a) motor tiga fasa.
b) unit penukar kuasa (power conversion unit)
c) stesen kawalan operator (operator’s control
station)

KAEDAH KAWALAN MOTOR AU

3.KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DGN
MENGUBAH BILANGAN KUTUB

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

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

LATIHAN KENDIRI

1. a) Kirakan kelajuan segerak bagi motor aruhan
tiga (3) fasa, dua belas (12) kutub yang diuja
oleh 60Hz.

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

2. Sebuah motor aruhan 3-fasa, 50 Hz, 8 kutub,
415 V berkendali pada gelincir 5 %.Tentukan :
a) kelajuan medan stator
b) kelajuan rotor
c) frekuensi rotor

KUIZ 1

1. Berikan 3 perbandingan di antara motor

au dan motor at. (6 m)

2. Sebuah motor aruhan 3 fasa, 50 Hz, 8
kutub dan 440 V berkendali pada gelincir
5%, kirakan:

a) kelajuan medan stator

b) kelajuan nominal

c) frekuensi rotor (6 m)

3. Nyatakan 3 kaedah kawalan motor au.
(3 m)