Diagram Lingkaran dari Motor Induksi

Diagram Lingkaran motor Induksi sangat berguna untuk mempelajari kinerjanya dalam semua kondisi operasi.

Konstruksi diagram lingkaran didasarkan pada perkiraan rangkaian ekivalen yang ditunjukkan di bawah ini. Ini adalah representasi diagram dari kinerja motor induksi. Diagram lingkaran memberikan informasi tentang keluaran daya, rugi-rugi, dan efisiensi motor induksi.

Menerapkan KCL (Hukum Arus Kirchhoff)

Dimana tegangan fasa V1 diambil sepanjang sumbu vertikal OY seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Arus Tanpa Beban I0 = OA tertinggal di belakang V1 dengan sudut ϕ0. Sudut faktor daya tanpa beban ϕ0 berada pada urutan 60 hingga 80 derajat karena arus magnetisasi yang besar diperlukan untuk menghasilkan kutub fluks yang diperlukan dalam rangkaian magnet yang mengandung celah udara.

Pada kondisi tanpa beban, s = 0 dan R2/s tak terhingga, atau kita dapat mengatakan bahwa R2/s adalah rangkaian terbuka tanpa beban.

Di sini, semua kerugian rotasi dianggap di bawah R0 dan kerugian tanpa beban diberikan oleh persamaan yang ditunjukkan di bawah ini:

Arus rotor yang dirujuk ke stator diberikan oleh:

Arus I’2 tertinggal dari tegangan V1 dengan sudut impedansi seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Di mana,

Menggabungkan persamaan (1) dan (2) kita dapatkan

Persamaan di atas (3) berbentuk r = a sin φ yang merupakan lingkaran berbentuk kutub dengan diameter a.

Dari gambar (b) di atas, diilustrasikan poin-poin berikut.

Tempat kedudukan I’2 adalah lingkaran dengan diameter V1/ X1 + X’2
Jari-jari lingkaran O’C = V1/ 2(X1 + X’2)
Pusat C memiliki koordinat [V1/ 2(X1 + X’2), 0]

Diagram lingkaran yang dihasilkan dari motor induksi ditunjukkan di bawah ini:

Terlihat bahwa ujung fasor I1 bertepatan dengan ujung fasor I’2. Jadi, tempat kedudukan I1 dan I’2 adalah setengah lingkaran atas. I1 dan I’2 masing-masing memancar dari titik asal O dan O'. Ketika motor distart s = 1 dengan tegangan pengenal, ujung I1 dan I’2 akan berada di beberapa titik F dari lingkaran.

Saat motor berakselerasi, ujung I1 dan I’2 bergerak mengelilingi lingkaran berlawanan arah jarum jam. Proses ini berlanjut hingga torsi keluaran sesuai dengan torsi beban. Jika tidak ada beban poros, motor berakselerasi ke kecepatan sinkron. Pada titik ini I’2 = 0 dan I1 = 0.

Konstruksi Diagram Lingkaran

Data berikut diperlukan untuk membuat diagram lingkaran:

Tegangan fasa stator V1 = VL/√3
Arus tanpa beban I0
Faktor daya tanpa beban cosϕ0
Arus rotor dan faktor daya yang diblokir
Resistansi fasa stator R1.

Langkah-langkah menggambar Diagram Lingkaran Motor Induksi:

Ambil tegangan fasor V1 sepanjang sumbu y.
Pilih arus yang nyaman. Dengan O sebagai asal, tarik garis OO’ = I0 pada sudut ϕ0 dengan V1.
Tarik garis OKN tegak lurus V1. Demikian pula, tarik garis O’D tegak lurus terhadap V1.
Dari titik O tarik garis yang sama dengan arus rotor yang diblokir I1BR ke skala yang sama dengan I0. Garis ini tertinggal di belakang V1 dengan sudut faktor daya rotor yang terhalang ϕ1BR.
Gabung O'F dan ukur besarnya dalam ampere. Garis O'F mewakili I’2BR.
Dari titik F, buat garis FMN yang sejajar dengan V1. Garis ini tegak lurus terhadap O'D dan ON.
Hitung MS = I’22BRR1/V1 dan cari titik S. Gabungkan O’S dan perpanjang hingga bertemu lingkaran di J.
Gambarkan garis-bagi yang tegak lurus dari tali busur O’F. Garis bagi ini akan melalui pusat lingkaran di titik C. Sekarang dengan jari-jari CD’ atau CD gambarlah lingkaran tersebut.

Hasil yang Diperoleh dari Diagram Lingkaran

Asumsikan bahwa arus saluran I1 diketahui. Dengan pusat di O, gambar busur dengan jari-jari I1. Busur ini memotong lingkaran di titik operasi E. Gambarkan garis EK dan tentukan titik H, L, G.

Hasil berikut diperoleh dari diagram lingkaran yang ditunjukkan di atas.

Daya Input = 3V1 KE
Rugi-rugi Rotasi = 3V1 KH
Rugi Tembaga Stator = 3V1 HL
Rugi Tembaga Rotor = 3V1 LG
Daya Output = 3V1 GE
Torsi Output = 3V1 LE/ωs
Torsi Awal = 3V1 SF/ωs
Slip = LG/LE
Kecepatan = GE/LE X ns
Efisiensi = GE/KE
Faktor daya = KE/OE

Signifikansi Garis pada Diagram Lingkaran

Jalur Input ON

Jarak vertikal antara titik manapun pada lingkaran dan garis ON mewakili daya input. Oleh karena itu, jalur ON disebut jalur input.

Jalur Output O'F

Jarak vertikal antara titik manapun pada lingkaran dan garis O'G mewakili daya keluaran. Oleh karena itu, jalur O’F disebut jalur keluaran.

Saluran Listrik Celah Udara O'J

Garis EL mewakili kekuatan celah udara Pg; saluran O'L disebut sebagai saluran listrik celah udara. Karena, Ʈd = Pg/ ωs. Garis ini juga dikenal sebagai garis Torsi.