Electrical Department 51 Gambarajah Binaan Rotor Motor Aruhan DwiSangkar Tupai Pengalir Rotor Rotor luar Rotor Dalam
Electrical Department 52 Gambarajah Sambungan Motor Aruhan Dwi-Sangkar Tupai Dwi-sangkar Tupai R Belitan Pemegun Y B
Electrical Department 53 3 jenis Rotor Dwi Sangkar Tupai. i.Rotor Sangkar Jenis Bar Tirus ii.Rotor Sangkar Jenis Bar sash iii.Rotor sangkar Jenis Trislot
Electrical Department 54 Kegunaan & kelebihan Motor ini Motor ini digunakan untuk melakukan kerja-kerja yang memerlukan kilas permulaan yang tinggi. Motor ini adalah murah , tahan lasak, ringkas serta harganya murah. Untuk menyongsangkan arah putarannya adalah dengan cara mengubahkan salah satu turutan fasa bekalannya. Motor ini mempunyai penghidup yang sesuai untuk menghidupkannya iaitu penghidup bintang delta atau penghidup pengubah auto dengan mengikut kadaran kuasanya.
Electrical Department 55 Prinsip Motor Aruhan Berbeban Bahagian aci/shaft disambung pada beban yang hendak dibawa. Untuk membawa beban yang tersambung motor mestilah dibekalkan dengan tenaga mekanikal yang disebut sebagai daya kilas / tork. Putaran pemutar atau rotor akan berkurang apabila beban dikenakan pada aci. Ia adalah disebabkan penambahan arus dan medan magnet di rotor berlaku. Untuk membawa beban putaran rotor diperlukan.Oleh itu tindakbalas rotor dan stator yang disebut sebagai aruhan saling diperlukan bagi menghasilkan gerakan putaran. Jika beban yang dibawa adalah tinggi maka arus rotor yang besar diperlukan dan banyak kuasa lesap pada rotor.
Electrical Department 56 Arus dililitan rotor akan terlaras dengan sendiri kepada beban mekanikal pada aci.Jika slip/gelinciran terhasil,ia adalah bergantung pada beban yang dibawa; i. Beban tinggi – slip tinggi. ii. Beban rendah – slip rendah Biasanya gelincir motor adalah antara 1% hingga 5%. Apabila beban yang dipasang adalah tinggi dan menyebabkan rotor berkeadaan diam seketika,ia akan menyebabkan medan magnet berputar dipotong pada tahap maksima dan d.g.e yang tinggi teraruh pada rotor dan arus akan mengalir dengan tinggi sehingga rotor mula bergerak. Pada masa ini lilitan stator akan menarik kuasa yang tinggi daripada bekalan disebakan lilitan /pengalir rotor akan melesapkan banyak kuasa.
Electrical Department 57 Beberapa contoh kegunaan motor bagi membawa beban yang memerlukan daya kilas yang tinggi ; i. Lif ii. Pemampat, # Dimana beban penuh akan dikenakan sebaik sahaja motor mula bergerak. Berikut adalah bukti menunjukkan bagaimana motor aruhan membentuk daya kilas maksima; Pada keadaan kelajuan segerak gelinciran tidak berlaku.Manakala pada keadaan diam pula ,Rintangan rotor ( RR ) = I x Xs untuk mendapat daya kilas maksima. Rintangan Rotor ( RR ) = Gelinciran x regangan rotor
Electrical Department 58 Untuk mendapatkan daya kilas maksima pada keadaan diam Rintangan rotor mestilah sama dengan regangan lilitan rotor. Bahan binaan rotor mestilah mempunyai rintangan tinggi tetapi ia akan megurangkan kilas pada kelajuan normal. Pada kelajuan normal iaitu s= 4% dan RR =4/100 x Xs,ia akan menghasilkan daya kilas maksima.Tetapi pada masa itu slip adalah kecil daripada Ns dan nilai rintangan rotor adalah kecil. Pada masa beban penuh rintangan rotor adalah tinggi bagi mendapatkan daya kilas mula yang maksima.Tetapi ia tidak dapat mencapai daya kilas kendalian bagi motor. Binaan rotor sangkar dapat memberikan daya kilas mula dan kendalian yang baik seperti rotor jenis bar tirus , bar sash dan rotor jenis trislot.
Electrical Department 59 Pada keadaan diam ,ulangan arus yang mengalir pada lilitan rotor adalah sama dengan bekalan.Ulangan arus hanya berlaku pada permukaan rotor yang paling hampir dan permukaan yang kecil serta mempunyai rintangan berkesan yang tinggi. Rintangan berkesan adalah rintangan pengalir arus ulangan tinggi. Ini telah menghasilkan daya kilas yang tinggi terhasil. Setelah rotor mula laju,ulangan arus dalam lilitan akan berkurang dan menyebabkan arus akan mengalir kebahagian pengalir yang dalam iaitu rotor sangkar dalam yang mana keratan rentas adalah luas. Oleh itu rintangan berkesan pada lilitan telah berkurang dan membentik daya kilas dalam keadaan normal. Motor sangkar tupai yang mempunyai daya kilas yang tinggi dengan menggunakan sangkar tupai jenis trislot.
Electrical Department 60 Bagi rotor sangkar jenis trislot,ia mempunyai 3 alur yang berbeza. Pada keadaan awal,sangkar tupai luar akan menyimbangkan daya kilas sahaja.Oleh itu bahannya adalah terdiri daripada yang berintangan tinggi bagi menghasilkan daya kilas mula yang baik. Apabila motor bertambah laju ,ulangan arus akan turun pada setiap sangkar sehingga pada kelajuan penuh iaitu alur sangkar yang paling dalam. Lilitan rotor sangkar adalah berselari.Oleh itu rintangan rotor adalah rendah dan dengan itu daya kilas kendalian pada beban penuh dapat dicapai. i. Sangkar tupai luar- rintangan tinggi / regangan rendah. ii. Sangkar tupai dalam – rintangan rendah / regangan tinggi.
Electrical Department 61 Prinsip Motor Aruhan Tanpa beban Putaran rotor tidak membawa sebarang baban tersambung pada aci / shaft. Putaran rotor yang tidak membawa beban akan menyebabkan Nr akan menghampiri Ns.Beza gelinciran adalah kecil. Ini adalah tiada daya kilas yang dikenakan pada rotor setelah berputar. Ini akan menyebabkan lilitan rotor memotong medan magnet stator akan berkurang dan D.G.E akan berkurang sekiranya rotor terus berputar tanpa sambungan beban.
Electrical Department 62 Kesan daripada Ulangan D.G.E yang terjana. Apabila lilitan rotor dan medan stator berputar pada kelajuan yang sama, ia akan menyebabkan; i. Beza kelajuan adalah sifar. ii. Tiada urat daya magnet yang memotong . iii. Tiada D.G.E akan teraruh pada pengalir rotor. iv. Tiada medan magnet yang akan wuud di rotor.
Electrical Department 63 Kesimpulan Motor Aruhan Sangkar Tupai Dan Motor Rotor Berbelit. Motor aruhan sangkar tupai dan motor aruhan rotor berbelit mempunyai cara kendalian asas yang sama. Setelah berlakunya aruhan saling,pengalir rotor akan memotong medan magnet berputar dan menyebabkan D.G.E akan teraruh pada pengalir rotor. Apabila stator mengaruhkan rotor ,arus teraruh akan berlaku di rotor. Rotor akan bertindakbalas dengan stator dan membentuk gerakan putaran. Rotor tidak akan bergerak pada kelajuan segerak.Kelajuan putarannya adalah bergantung pada beban yang dibawa. Pada keadaan beban penuh,kecekapan motor adalah 85% dan angkadar kuasanya adalah 0.8. Sesetengah motor rotor berbelit ,gelang gelincir tidak akan dilitar pintaskan bertujuan untuk menggunakan perintang secara berterusan bagi mengawal kelajuan.
Electrical Department 64 Motor Segerak Motor segerak sebenarnya adalah pengulang-alik tetapi ia dijalankan sebagai sebuah motor. Nama motor ini diperolehi daripada kelajuan segerak yang dimiliki motor ini iaitu Ns = Nr. Oleh itu motor ini tidak mempunyai gelinciran. Kelajuan motor ini berubah mengikut frekuensi dan bilangan kutub atau diringkaskan dalam formula berikut: Motor ini mempunyai kelajuan yang malar dan ia tidak boleh bergerak dengan sendiri kerana ia memerlukan penggerak sama ada daripada luar atau dalam motor. Ns = 120f P
Electrical Department 65 Gambarajah Motor Segerak
Electrical Department 66 Binaan Pemegun dan Pemutar Motor Segerak
Electrical Department 67 Prinsip kendalian Asas Motor segerak Apabila bekalan tiga fasa dibekalkan pada pemegun motor, medan magnet berputar akan terhasil pada pemegun tersebut dengan kelajuan Ns putaran per-minit. Putaran medan magnet ini tidak berguna bagi menghasilkan arus aruhan di pemutar kerana pemutar akan digerakkan oleh satu penggerak daripada luar yang berputar mengikut arah putaran medan magnet. Kelajuan putaran pemutar (Nr) itu mestilah sama dengan kelajuan medan magnet / kelajuan segerak (Ns). Setelah kelajuan pemutar dan segerak hampir sama,bekalan a.t akan diberikan ke pemutar melalui gelang gelincir. Fluks magnet yang terhasil di pemutar akan bertindakbalas dengan medan magnet berputar.
Electrical Department 68 Seterusnya akan berputar selaju putaran segerak ( kelajuan medan magnet berputar ) iaitu Ns = Nr. Walaupun penggerak pemutar ditanggalkan, motor masih berputar kerana ini disebabkan oleh tindakan saling kunci di antara medan magnet berputar dengan medan magnet di pemutar. Daya yang menguncikan pemutar dengan pemegun diistilahkan sebagai daya kilas tarik ke dalam ( perapat ) Bagi motor segerak, pemutarnya mempunyai batang pengalir sangkar tupai dan motor segerak ini dijalankan mengikut kendalian motor aruhan sangkar tupai sebelum bekalan a.t dibekalkan pada pemutar apabila pemutar hampir menyamai kelajuan segerak. Tetapi cara ini terbatas pada motor yang berukuran sederhana sahaja.
Electrical Department 69 Bahagian-bahagian dan fungsi Motor Segerak. Binaan motor segerak adalah sebuah pengulang alik jenis medan kisar arus pegun dimana ia mempunyai dua bahagian utama iaitu: i. Pemegun. ii. Pemutar.
Electrical Department 70 i. Pemegun/Stator. Pemegun motor segerak boleh dibahagikan kepada 2 jenis mengikut fungsi iaitu sebagai teras magnet dan litar medan magnet serta sebagai tempat belitan pemegun. Teras pemegun diperbuat daripada besi nipis yang berlapislapis serta bertebat bagi mengurangkan arus pusar yang berlaku. Pemegun juga mempunyai lubang-lubang untuk pengalih udaraan yang berada pada kedudukan melintang lubang alur tersebut. Ia bertujuan untuk menyejukkan teras akibat kehilangan besi / P iron core.
Electrical Department 71 Pemegun Motor Segerak
Electrical Department 72 ii.Pemutar/Rotor Bagi motor segerak yang kecil,pemutarnya diperbuat daripada magnet kekal dan motor ini lazimnya memerlukan tambahan penghidup dari luar. Ia akan berputar apabila bekalan diberikan. Lazimnya pemutar motor segerak ini terdiri daripada 3 bentuk kutub iaitu kutub tertonjol , kutub turbin dan jenis aruhan segerak. Pada bahagian pemutar ini ditempatkan 2 gelang gelincir dan berus karbon sebagai perantaraan ke bekalan a.t bertujuan untuk mendapatkan arus ujaan di pemutar. Bagi pemutar yang mempunyai sangkar tupai,ia biasanya dipasangkan berhampiran dengan permukaan pemutar dan ia diperbuat daripada kuprum.
Electrical Department 73 Pemutar Motor Segerak
Electrical Department 74 Cara-cara menghidupkan Motor segerak Sepertimana kita tahu bahawa motor segerak tidak boleh hidup dengan sendiri apabila bekalan 3 fasa dibekalkan. Ia memerlukan pemutaran pemutar sebelum pemutar itu boleh diujakan dengan bekalan a.t dan seterusnya bergerak pada kelajuan segerak. Terdapat 3 cara untuk menggerakkan motor segerak iaitu; i. Motor Proni. ii. Pemutar sangkar tupai. iii. Perintang pemutar.
Electrical Department 75 i. Motor Proni Motor proni adalah sebarang motor yang disambungkan secara terus atau perantaraan tali sawat ke pemutar motor sangkar tupai. Motor ini mestilah mempunyai kelajuan lebih atau kurang sedikit daripada kelajuan motor segerak. Jika motor aruhan 3 fasa digunakan, bilangan kutubnya mestilah kurang daripada bilangan kutub motor segerak. Setelah kelajuan pemutar motor sangkar tupai mencapai kelajuan segerak, bekalan a.t akan diujakan bagi mendapatkan medan magnet berputar yang akan menangkap medan magnet berputar di pemegun . Seterusnya membolehkan ia berputar pada kelajuan segerak.
Electrical Department 76 Ketika dimana kelajuan pemutar dan kelajuan segerak adalah sama dengan melihat lampu penunjuk yang dipasang sesiri dengan bekalan ke pemegun motor itu ( lampu akan padam ). Motor proni akan diputuskan bekalannya dan motor segerak akan berputar dengan kelajuan segerak.
Electrical Department 77 Penghidupan Motor Segerak dengan menggunakan motor proni Lampu kesegerakan Belitan stator L1 L2 L3 Bekalan Masuk Suis Bekalan motor pemandu Motor pemandu proni Belitan pemutar Janakuasa Penguja A.t Suis bekalan ujaan A.T Bekalan masuk 3 fasa
Electrical Department 78 ii. Pemutar Sangkar Tupai. Apabila bekalan diberikan pada pemegun motor,ia akan menghasilkan putaran medan magnet sama seperti prinsip motor aruhan . Dengan proses aruhan saling yang berlaku ia akan menyebabkan pemutar akan bertindakbalas dengan pemegun dan berputar dengan kelajuan Nr. Apabila kelajuan pemutar telah hampir mencapai kelajuan segerak, bekalan a.t akan diujakan ke pemutar dan motor akan berputar dengan kelajuan segerak. Semasa mula-mula dihidupkan, belitan pemutar dilitar pintaskan bagi menambahkan daya kekuatan medan magnet di pemutar untuk berputar disamping mengurangkan arus permulaan bagi motor.
Electrical Department 79 Penghidupan Motor Segerak secara aruhan R Belitan Pemegun Y B Pemutar berlilit Bekalan masuk a.t
Electrical Department 80 iii. Perintang Pemutar Perintang pemutar akan dipasangkan pada pemutar motor segerak dan motor segerak ini akan berputar mengikut prinsip-prinsip motor pemutar berbelit. Apabila kelajuannya mencapai kelajuan segerak , bekalan a.t akan diujakan ke pemutar itu dan rintangan pemutar akan diputuskan. Kerja memutuskan litar perintang pemutar dan menyambungkan pemutar ke bekalan a.t akan dilakukan oleh penyentuh-penyentuh magnet dan suis-suis kendalian tangan. Penghidupan motor dengan cara ini dikenali sebagai motor pemula pengalih teratur
Electrical Department 81 Penghidupan motor segerak oleh perintang pemutar R Y B Belitan stator Belitan Rotor Gelang gelincir Perintang pemula penguja A
Electrical Department 82 Memperbaiki Faktor Kuasa Bagi Motor Segerak Faktor kuasa bagi motor segerak boleh diubah samada ditambah atau dikurangkan dengan mengubah arus ujaan di pemutar. Sungguhpun begitu kelajuan motor ini tidak akan berubah dengan perubahan faktor kuasa ini jika kesemua perintang reostat dipasangkan ke litar pemutar. Arus akan berkurang dan faktor kuasa akan ketinggalan dengan banyaknya. Arus pemagnetan di pemegun akan membantu medan pemutar yang lemah.Arus ini akan ketinggalan di belakang voltan sebanyak 90° dan ia menjadi sebahagian besar jumlah arus yang masuk dan menghasilkan faktor kuasa mengekor.
Electrical Department 83 Sekiranya arus di pemutar bertambah dengan mengurangkan rintangan reostat , arus pemagnetannya akan menjadi sebahagian kecil daripada jumlah arus yang masuk ke pemegun dan arus di medan pemutar akan besar. Faktor kuasa akan bertambah jika kekuatan medan di pemutar betul pelarasannya. Faktor kuasa keunitian atau satu (100%) boleh diperolehi. Nilai dimana arus ujaan di pemutar akan memberikan faktor kuasa keunitian dipanggil sebagai “ ujaan medan biasa ”.
Electrical Department 84 GAMBARAJAH PEMBAIKAN FAKTOR KUASA BAGI MOTOR SEGERAK
Electrical Department 85 Penggunaan Motor Segerak Oleh kerana motor segerak tidak boleh hidup dengan sendirinya,ia hanya digunakan di tempat perusahaan sahaja. Penggunaan yang paling utama ialah sebagai alat untuk membaiki faktor kuasa disamping kerja-kerja lain seperti; i. menjalankan mesin bancuhan bahan mentah kerana kelajuannya malar samada berbeban atau berbeban penuh seperti pengisar dan pembancuh simen. ii.Menjalankan beban yang berterusan seperti pemampat empar. iii.Set motor-janakuasa. iv.kipas pengalih udaraan utama. v. pam vi. Pemutar pemampat salingan. vii.Pemutar pendorong-kapal elektrik.
Electrical Department 86 Pemilihan Motor 1. Plat Nama Motor a.Plat nama pada motor akan memberi maklumat penting mengenai pemilihan dan pemasangan motor. b.Data-data yang terdapat pada plat motor akan memberi penerangan mengenai ciri-ciri elektrik yang terdapat pada sesuatu motor. c.Daripada maklumat ini para juruteknik akan dapat menentukan saiz konduit,wire dan jenis perlindungan yang patut dipasang. d. Data-data rekabentuk dan perlakuan( perfomance ) yang terdapat pada plat motor amat penting untuk kakitangan senggaraan/ maintanance. e. Dengan adanya maklumat pada motor,kita akan dapat menggantikan motor yang rosak dengan cepat.
Electrical Department 87 PLAT NAMA MOTOR MANUFACTURER’S NAME INDUCTION MOTOR Made in U.S.A SERIAL NO. TYPE MODEL HP FRAME SV.FACTOR AMPS VOLTS INSUL RPM HERTZ kVA DUTY PHASE TEMP°C NAME NOM.EFF. dBA/ NOISE THERMAL PROTECTED
Electrical Department 88 2. Kod Pembuat a. Jenis - Mengikut piawaian British,jenis penutup bagi alat-alat elektrik bergantung kepada jenis perlindungan yang diberi kepada seorang daripada sentuhan kepada dawai hidup. - Secara asasnya terdapat 2 jenis penutup; i. Penutup pengalih udaraan ( ventiled enlosures) ii.Tutup sepenuhnya ( totally enclosed )
Electrical Department 89 b. Jenis-jenis penutup pengalihudaraan. - Protected - Screen protected ( SP ) - Drip-proof ( DP ) - Hose-proof. - Weather-proof. c. Jenis-jenis tutup sepenuhnya. - Plain totally enclosed motor ( TE ) - Totally enclosed fan motor ( TEFC ). - Totally enclosed frame proof ( FLP )
Electrical Department 90 3. Serial Number. - Nombor siri pengenalan motor berkenaan. - Ia adalah menyatakan nombor individu motor tersebut. 4. Model number. - Nombor ini adalah pengenalan tambahan pembuat, kebiasaannya digunakan untuk tempahan. 5. Frame - Saiz rangka yang menerangkan ukuran motor. 6. Servis Factor. - Servis faktor 1.0 bermaksudkan motor tersebut tidak boleh digunakan melebihi kuasa yang tercatat.Jika motor tersebut dikendalikan lebih daripada kuasa tercatat,ini akan menyebabkan penebatan motor tersebut cepat rosak.
Electrical Department 91 7. Ampere. - Bermaksud arus yang mengalir dari talian apabila motor berkendalian pada voltan dan frekuensi yang tercatat pada masa beban penuh. 8. Volts. - Adalah nilai yang diukur pada punca motor dan hendaklah sama nilai pada motor tersebut. 9. Class Insulations. Kelas penebat adalah merujuk kepada bahan penebatan dalam stator motor.Terdapat banyak jenis kelas penebat dan ianya adalah seperti berikut:
Electrical Department 92 i. Penebatan kelas A ( suhu maksima 105°C ) jarang digunakan. ii. Penebatan kelas E (suhu maksima 120°C iii. Penebatan kelas B (suhu maksima 130°C ) iv. Penebatan kelas F (suhu maksima 155°C ) v. Penebatan kelas H (suhu maksima 180°C ) vi. Penebatan kelas C (suhu maksima ialah lebih daripada180°C ) vii.Penebatan kelas Y(suhu maksima ialah sampai 90°C ) - Secara amnya motor tidak patut dikendalikan lebih daripada suhu maksima. - Jika kita kendalikan motor lebih daripada suhu maksima ia akan menyebabkan jangka hayat motor tersebut berkurangan.
Electrical Department 93 9. Hertz. -Adalah frekuensi sistem kuasa motor tersebut. -Jika sesebuah motor tidak dikendalikan pada frekuensi dan voltan yang tercatat ia akan menyebabkan daya kilas dan kelajuan motor tersebut berubah. 10. Duty. - Adalah jangkamasa keupayaan kendalian motor itu berkendalian dengan selamat.Biasanya terdapat dua jenis “duty” iaitu:
Electrical Department 94 a.) “continuous” bermakna bahawa motor tersebut boleh dikendalikan tanpa berhenti atau tidak ada had masa untuk memberhentikan motor. B.) “ short-time” bermakna bahawa motor tersebut ada had rating masa untuk dikendalikan.
Electrical Department 95 11. Phase. - Menentukan fasa yang patut digunakan untuk mengendalikan sesebuah motor. 12. KVA. - Adalah kod dimana menunjukkan pada arus kendalian. - Ini adalah digunakan untuk memilih alatan-alatan penghidup dan perlindungan motor berkenaan. 13. Efficiency. - Keupayaan motor tersebut didalam peratusan. - Nilai ini terdapat pada motor piawai./ standard.
Electrical Department 96 14. Noise. - setengah motor direka untuk bunyi bising yang rendah. - Tahap bunyi yang terdapat pada peti tanda ukur dalam unit “dBA” 15. Manufature Note. - Senarai sifat-sifat motor seperti “perlindungan haba ( thermal protected), alas tertutup ( sealed bearing ) dan lain-lain lagi
Electrical Department 97 Istilah-istilah Berkaitan tentang Motor Aruhan Istilah istilah berikut adalah seringkali digunakan bagi menerangkan motor-motor aruhan 3 fasa. KELAJUAN SEGERAK ( Ns ) - kelajuan segerak adalah kelajuan medan magnet berputar di stator apabila bekalan diberikan.Kelajuan ini adalah berkadar terus dengan frekuensi dan berkadar songsang dengan bilangan kutub FORMULA; Ns = 120f P Dimana, f = frekuensi bekalan. P = Bil. kutub
Electrical Department 98 KELAJUAN PEMUTAR ( Nr ) - Kelajuan pemutar adalah kelajuan rotor bagi sesebuah motor aruhan 3 fasa.Kelajuan ini biasanya kurang 3 hingga 4 peratus daripada kelajuan segerak.Untuk meningkatkan kelajuan pemutar adalah dengan cara meningkatkan kelajuan segerak dahulu. FREKUENSI ROTOR. - Ulangan arus yang teraruh yang wujud di pemutar dalam pusingan per-minit. Frekuensi rotor , Fr = s x F Dimana ; s = Slip / kegelinciran F = Frekuensi bekalan.
Electrical Department 99 GELINCIRAN ( s ) - Perbezaan kelajuan segerak dan kelajuan pemutar.Gelinciran tetap wujud di dalam motor bertujuan bagi membolehkan medan magnet berputar memotong pengalir rotor dan seterusnya mengaruhkan arus dipemutar.Gelinciran bagi sesebuah motor aruhan biasanya 3 hingga 4 peratus atau dalam per-unit. Peratus gelinciran ; s = Ns – Nr x 100% Ns Dimana; Ns = kelajuan segerak Nr = kelajuan pemutar
Electrical Department 100 Formula-formula Yang berkaitan tentang Motor Aruhan 3 Fasa. Kuasa Kuda (k.k) = Kuasa keluaran ( Pout ) 746 = 2π x T1 x N1 33000 = 2π x T2 x N1 x 1 60 746 Di mana; T1 = Daya kilas dalam 1b daya – kaki. T2 = Daya kilas dalam Nm. N1 = Kelajuan dalam p.s.m.