perbedaan motor sinkron dan asinkron

sebelum saya masuk ke pembahasan utama saya akan sedikit menjelaskan tentang apa itu motor listrik...
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu.
ada dua macam motor yaitu, motor sinkron dan asinkron, apa yg di sebut motor sinkron dan asinkron???

motor sinkron adalah motor yang memiliki output putaran yang sama dengan jumlah frekwensi yang masuk ke dalam statornya meskipun beban motor ini berubah rubah sesuai dengan persamaan Ns= (120*f)/p, aplikasi dari motor sinkron u/ memutar conveyor atau mesin yg membutuhkan putaran konstan meskipun beban motor tidak konstan (berfariasi) jg sebelum ada kapasitor bank motor sinkron biasa digunakan sebgai cos pi regulator karena motor sinkron bisa menyuply cos pi laging atau leading tergantung dari besar arus exitasi yg di inputkan ke rotor. 

A synchronous motor-generator set for AC to DC conversion.

sedangkan motor asinkron atau biasa di sebut motor induksi adalah suatu mesin listrik yang merubah
energi listrik menjadi energi gerak dengan menggunakan gandengan medan listrik dan mempunyai slip antara medan stator dan medan rotor. motor induksi bekerja secara elektromagnetik dan kecpatannya tergantung dengan beban yg di berikan,
 
gambar motor induksi

tap canger

 Tap changer adalah alat perubah perbandingan transformasi untuk mendapatkan tegangan operasi sekunder yang lebih baik (diinginkan) dari tegangan jaringan / primer yang berubah-ubah.

Fungsi dari tap changer adalah mengatur tegangan input pada transformer sehingga pada output transformer diperoleh tegangan nominal. Sehubungan dengan tegangan sumber berubah yang mengakibatkan tegangan output juga berubah apabial tapping tidak dirubah. Agar tegangan output sesuai dengan yang di inginkan maka harus diatur dengan tap changer. Tap changer ini harus di operasikan pada keadaan trafo tidak bertegangan.

APLIKASI TAP CHANGER

Untuk memenuhi kualitas tegangan pelayanan sesuai kebutuhan konsumen (PLN Distribusi), tegangan keluaran (sekunder) transformator harus dapat dirubah sesuai keinginan. Untuk memenuhi hal tersebut, maka pada salah satu atau pada kedua sisi belitan transformator dibuat tap (penyadap) untuk merubah perbandingan transformasi (rasio) trafo.

PRINSIP KERJA TAP CHANGER

Ada dua cara kerja tap changer:

1.         Mengubah tap dalam keadaan trafo tanpa beban.

Tap changer yang hanya bisa beroperasi untuk memindahkan tap transformator dalam keadaan transformator tidak berbeban, disebut “Off Load Tap Changer” dan hanya dapat dioperasikan manual (Gambar 1).

 

2. Mengubah tap dalam keadaan trafo berbeban.

Tap changer yang dapat beroperasi untuk memindahkan tap transformator, dalam keadaan transformator berbeban, disebut “On Load Tap Changer (OLTC)” dan dapat dioperasikan secara manual atau otomatis. On Load Tap Changer  dapat diartikan mengubah tap dalam keadaan berbeban artinya peralatan ini dapat melakukan perubahan tap untuk menambah atau mengurangi jumlah kumparan (dalam hal ini disebut kumparan bantu) tanpa harus melakukan pemadaman terlebih dahulu, sehingga secara umum On Load Tap changer atau yang disingkat OLTC merupakan peralatan yang dipasang pada transformator untuk memperbaiki kualitas tegangan pada sisi sekunder dengan memilih rasio tegangan tanpa melakukan pemadaman, dimana rasio tegangan ini ditentukan oleh kumparan tegangan yang dihubungkan dengan tap selector pada OLTC

Prinsip Dasar OLTC

Secara umum Prinsip dasar dari OLTC ini yaitu melakukan pengaturan tegangan baik sisi sekunder maupun primer yang dilakukan dengan cara memilih rasio tegangan, dimana untuk memilih rasio yang dikehendakidilakukan dengan cara menambahkan atau mengurangi jumlah kumparan yang dimana proses tersebut dilakukan oleh tap selector dan diverter switch.

GAMBAR KONSTRUKSI TAP CHANGER

Transformator yang terpasang di gardu induk pada umumnya menggunakan tap changer yang dapat dioperasikan dalam keadaan trafo berbeban dan dipasang di sisi primer. Sedangkan transformator penaik tegangan di pembangkit atau pada trafo kapasitas kecil, umumnya menggunakan tap changer yang dioperasikan hanya pada saat trafo tenaga tanpa beban.

OLTC terdiri dari :
1. Selector Switch
2. diverter switch
3. transisi resistor

JENIS-JENIS TAP CHANGER

TYPE 1

A. Type black yellow

1. Mengecek name plate sebelum mengoperasikan tap changer

    Mengecek tegangan tinggi/input dan penomoran pada tap changer.

2. Mematikan trafo

    Mengikuti prosedur untuk mematikan trafo sesuai yang telah diatur

3. Mengecek posisi tapping dan realita tegangan

    Untuk melakukan pengecekan tegangan melihat kubikel metering.

4. Mengangkat dan memutar

5. Menurunkan pada posisi yang diinginkan.

6. Menghidupkan trafo

    Mengikuti prosedur untuk menghidupkan trafo.

7. Mengecek tegangan output

TYPE 2

B. Type black red

1. Mengecek name plate sebelum mengoperasikan tap changer

    Mengecek tegangan tinggi/input dan penomoran pada tap changer.

2. Mematikan trafo

    Mengikuti prosedur untuk mematikan trafo sesuai yang telah diatur

3. Mengecek posisi tapping dan realita tegangan

    Untuk melakukan pengecekan tegangan melihat kubikel metering.

4. Mengendurkan knob hitam dengan jari.

5. Memutar ke posisi yang diinginkan.

6. Memastikan telah fix dan kencangkan kembali knob hitam kecil.

7. Menghidupkan trafo

    Mengikuti procedure untuk menghidupkan trafo.

8. Cek tegangan output

PEMILIHAN TRAFO 3 FASA

Dalam memilih trafo yang baik perlu melihat spesifikasi teknisnya.

1.      Type

Tipe trafo yaitu

a.       Trafo tenaga yaitu

·                     Trafo step up (trafo penaik tegangan)

·                     Trafo step down (trafo penurun tegangan)

b.      Trafo distribusi

c.       Trafo pengukuran ada 2 macam yaitu

·                     Trafo tegangan (PT)

·                     Trafo arus (CT)

d.      Trafo dengan bentuk khusus

·                     Trafo pemberi daya

·                     Trafo pengatur tegangan

·                     Trafo las

2.      Standart menurut IEC dan SPLN

Memilih trafo harus sesuai dengan standard yang ada.

3.      Rating

Harus memperhatikan daya, tegangan, dan arus yang dihasilkan dan diperlukan sesuai dngan kebutuhan.

4.      Vektor grup

Dalam pengujian vector grup data kita ketahui arah vector .

5.      Sifat kelistrikan

6.      Berat dan dimensi

Berat dan dimensi ini dapat kita ketahui pada pada nameplate trafo

7.      Jika menggunakan penggabungan dari trafo 1 fasa maka polaritasnya harus sama agar tidak terjadi pembebanan yang tidak seimbang pada ketiga trafo tersebut.

Teori dasar listrik

Artikel kali ini lebih saya tujukan kepada orang awam yang ingin mengenal dan mempelajari teknik listrik ataupun bagi mereka yang sudah berkecimpung di dalam teknik elektro untuk sekedar mengingat kembali teori-teori dasar listrik.

1. Arus Listrik

adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah Ampere.

Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-), sedangkan aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal negatif (-) ke terminal positif(+), arah arus listrik dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron.



Gambar 1. Arah arus listrik dan arah gerakan elektron.

“1 ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 624x10^16 (6,24151 × 10^18) atau sama dengan 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor”
Formula arus listrik adalah:

I = Q/t (ampere)

Dimana:
I = besarnya arus listrik yang mengalir, ampere
Q = Besarnya muatan listrik, coulomb
t = waktu, detik

2. Kuat Arus Listrik

Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.

Definisi : “Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik”.

Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu:

Q = I x t
I = Q/t
t = Q/I

Dimana :
Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb
I = Kuat Arus dalam satuan Amper.
t = waktu dalam satuan detik.

“Kuat arus listrik biasa juga disebut dengan arus listrik”

“muatan listrik memiliki muatan positip dan muatan negatif. Muatan positip dibawa oleh proton, dan muatan negatif dibawa oleh elektro. Satuan muatan ”coulomb (C)”, muatan proton +1,6 x 10^-19C, sedangkan muatan elektron -1,6x 10^-19C. Muatan yang bertanda sama saling tolak menolak, muatan bertanda berbeda saling tarik menarik”
3. Rapat Arus

Difinisi :
“rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm² luas penampang kawat”.



Gambar 2. Kerapatan arus listrik.

Arus listrik mengalir dalam kawat penghantar secara merata menurut luas penampangnya. Arus listrik 12 A mengalir dalam kawat berpenampang 4mm², maka kerapatan arusnya 3A/mm² (12A/4 mm²), ketika penampang penghantar mengecil 1,5mm², maka kerapatan arusnya menjadi 8A/mm² (12A/1,5 mm²).

Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Suhu penghantar dipertahankan sekitar 300°C, dimana kemampuan hantar arus kabel sudah ditetapkan dalam tabel Kemampuan Hantar Arus (KHA).



Tabel 1. Kemampuan Hantar Arus (KHA)

Berdasarkan tabel KHA kabel pada tabel diatas, kabel berpenampang 4 mm², 2 inti kabel memiliki KHA 30A, memiliki kerapatan arus 8,5A/mm². Kerapatan arus berbanding terbalik dengan penampang penghantar, semakin besar penampang penghantar kerapatan arusnya mengecil.

Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang kawat:

J = I/A
I = J x A
A = I/J

Dimana:
J = Rapat arus [ A/mm²]
I = Kuat arus [ Amp]
A = luas penampang kawat [ mm²]


4. Tahanan dan Daya Hantar Penghantar

Penghantar dari bahan metal mudah mengalirkan arus listrik, tembaga dan aluminium memiliki daya hantar listrik yang tinggi. Bahan terdiri dari kumpulan atom, setiap atom terdiri proton dan elektron. Aliran arus listrik merupakan aliran elektron. Elektron bebas yang mengalir ini mendapat hambatan saat melewati atom sebelahnya. Akibatnya terjadi gesekan elektron denganatom dan ini menyebabkan penghantar panas. Tahanan penghantar memiliki sifat menghambat yang terjadi pada setiap bahan.

Tahanan didefinisikan sebagai berikut :

“1 Ω (satu Ohm) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0° C"

Daya hantar didefinisikan sebagai berikut:

“Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik”.

Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus:

R = 1/G
G = 1/R

Dimana :
R = Tahanan/resistansi [ Ω/ohm]
G = Daya hantar arus /konduktivitas [Y/mho]



Gambar 3. Resistansi Konduktor

Tahanan penghantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya dan juga besarnya tahanan konduktor sesuai hukum Ohm.

“Bila suatu penghantar dengan panjang l , dan diameter penampang q serta tahanan jenis ρ (rho), maka tahanan penghantar tersebut adalah” :

R = ρ x l/q

Dimana :
R = tahanan kawat [ Ω/ohm]
l = panjang kawat [meter/m] l
ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter]
q = penampang kawat [mm²]

faktot-faktor yang mempengaruhi nilai resistant atau tahanan, karena tahanan suatu jenis material sangat tergantung pada :
• panjang penghantar.
• luas penampang konduktor.
• jenis konduktor .
• temperatur.

"Tahanan penghantar dipengaruhi oleh temperatur, ketika temperatur meningkat ikatan atom makin meningkat akibatnya aliran elektron terhambat. Dengan demikian kenaikan temperatur menyebabkan kenaikan tahanan penghantar"


5. potensial atau Tegangan

potensial listrik adalah fenomena berpindahnya arus listrik akibat lokasi yang berbeda potensialnya. dari hal tersebut, kita mengetahui adanya perbedaan potensial listrik yang sering disebut “potential difference atau perbedaan potensial”. satuan dari potential difference adalah Volt.

“Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu joule untuk memindahkan muatan listrik satu coulomb”

Formulasi beda potensial atau tegangan adalah:

V = W/Q [volt]

Dimana:
V = beda potensial atau tegangan, dalam volt
W = usaha, dalam newton-meter atau Nm atau joule
Q = muatan listrik, dalam coulomb


RANGKAIAN LISTRIK

Pada suatu rangkaian listrik akan mengalir arus, apabila dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
1. Adanya sumber tegangan
2. Adanya alat penghubung
3. Adanya beban



Gambar 4. Rangkaian Listrik.

Pada kondisi sakelar S terbuka maka arus tidak akan mengalir melalui beban . Apabila sakelar S ditutup maka akan mengalir arus ke beban R dan Ampere meter akan menunjuk. Dengan kata lain syarat mengalir arus pada suatu rangkaian harus tertutup.

1. Cara Pemasangan Alat Ukur.
Pemasangan alat ukur Volt meter dipasang paralel dengan sumber tegangan atau beban, karena tahanan dalam dari Volt meter sangat tinggi. Sebaliknya pemasangan alat ukur Ampere meter dipasang seri, hal inidisebabkan tahanan dalam dari Amper meter sangat kecil.

“alat ukur tegangan adalah voltmeter dan alat ukur arus listrik adalah amperemeter”
2. Hukum Ohm
Pada suatu rangkaian tertutup, Besarnya arus I berubah sebanding dengan tegangan V dan berbanding terbalik dengan beban tahanan R, atau dinyatakan dengan Rumus :

I = V/R
V = R x I
R = V/I

Dimana;
I = arus listrik, ampere
V = tegangan, volt
R = resistansi atau tahanan, ohm

• Formula untuk menghtung Daya (P), dalam satuan watt adalah:
P = I x V
P = I x I x R
P = I² x R

3. HUKUM KIRCHOFF

Pada setiap rangkaian listrik, jumlah aljabar dari arus-arus yang bertemu di satu titik adalah nol (ΣI=0).



Gambar 5. loop arus“ KIRChOFF “

Jadi:
I1 + (-I2) + (-I3) + I4 + (-I5 ) = 0
I1 + I4 = I2 + I3 + I5

Cara Kerja Sederhana Arus DC menjadi AC

Untuk mengetahui secara sederhana cara merubah arus DC menjadi AC lihatlah gambar berikut.

Bila batang besi “C” digerakkan dengan cepat dari titik “A” ke titik “B” terus menerus. Maka lampu bohlam (220 V 5 Watt) dikeluaran 220 V traffo CT akan menyala.
Nah, bila gerakan itu dengan frekuensi 60 Hz perdetik, maka pada keluaran 220 V traffo CT sama dengan arus AC di rumah kita.

APA YANG TERJADI DI DALAM TRAFFO CT?
Menurut teori, (kira-kira) sebagai berikut:
1. Bila sebatang besi dililitkan kawat dan kawat itu dialiri listrik, maka batang besi akan bermagnet;
2. Bila kita menggerak-gerakan batang magnet pada kumparan, maka pada kutub-kutub kumparan akan mengeluarkan arus listrik;
3. Bila kita mengobah-obah kutub-kutub listrik pada kumparan yang melilit batang besi, maka kutub-kutub magnet pada batang besi akan berobah-obah pula;
4. Berobah-obahnya kutub magnet yang dekat dengan sebuah kumparan, memiliki efek yang sama seperti kita menggerak-gerakkan magnet pada kumparan  itu;
5. Traffo adalah batang besi yang dililitkan kawat secara primer dan sekunder.
7. Jika bagian Sekunder Traffo kita aliri listrik dan Primernya tidak, maka Primernya sebagai kumparan yang terinduksi.
8. Pada Traffo CT 2 x 12 Volt terdapat lilitan kawat yang melilit ‘batang’ besi yaitu lilitan Primer (P) dengan kutub-kutub 0 dan 220 Volt, dan lilitan Skunder (S) dengan kutub-kutub – 12 volt, CT/0, dan + 12 Volt.
Berdasarkan teori itu, bila pada Traffo CT 12 Volt pada lilitan sekundernya (S) secara bergantian pada kutub-kutub – 12 Volt dan + 12 Volt kita pindahkan kutub listrik  negatif (pada misalnya kutub CTnya diberi positif) secara bergantian, maka pada lilitan primer (P) akan mengeluarkan arus induksi. Arus itu adalah arus bolak-balik (AC).

Begitulah kira-kira secara sederhananya. Semoga adik-adik pelajar mengerti cara kerja merobah arus DC menjadi AC.

PESAN untuk adik-adik pelajar: 
Jika kita akan melakukan sebuah eksperimen ilmu pengetahuan, kumpulkan dulu teori-teori terkait dengan rencana eksperimen kita. Dengan begitu, kita akan cukup pengetahuan mewujudkan rencana kita. Juga dapat menghemat banyak pengeluaran biaya yang tak terduga. Dengan kata lain, mengetahui teori-teori yang ada, akan banyak menghemat dari segi waktu, uang, dan tenaga.
Lalu dimana kita akan menemukan teori-teori itu?. Banyak-banyaklah membaca buku (real book atau e-book) sesuai bidang yang kita minati. Dari buku dan internet kita akan menemukan teori-teori yang kita butuhkan.

Mengapa teori begitu penting?
Sebuah teori dibangun oleh ilmuwan yang sudah menguji kebenarannya dan diakui secara universal.
Biasanya teori terbangun dari fenomena yang ada dilingkungan, kemudian seorang ilmuwan berasumsi, asumsi itu selanjutnya didukung teori-teori dari ilmuwan lain dari buku-buku yang ditulis imuwan lain itu, dengan dukungan teori-teori itu sang ilmuwan kemudian membangun hipotesa lalu mengujinya. Dari hasil uji, jika terbukti, maka munculah teori baru atau setidaknya sebuah kesimpulan.
Ilmuwan sejati bukan membuktikan hipotesanya adalah kebenaran, tapi ia akan menguji hipotesanya layak atau tidak disebut sebuah kebenaran.
Teori menjadi penting karena adalah sebuah kebenaran yang telah melalui suatu pengujian ilmiah.
Bila eksperimen kita didukung oleh teori-teori. Maka hasil eksperimen kita adalah berdasarkan kajian ilmiah, dan layak disebut karya ilmiah. Disitulah pentingnya sebuah teori untuk menemukan kebenaran baru atau setidaknya sebuah kesimpulan.