Apa itu Faktor Belitan (Winding Factor)?
Faktor Belitan adalah metode untuk meningkatkan tegangan yang dihasilkan rms pada mesin AC tiga fasa sehingga torsi dan tegangan keluaran tidak mengandung harmonik yang mengurangi efisiensi mesin.
Faktor Belitan didefinisikan sebagai hasil kali faktor Distribusi (Kd) dan faktor rentang kumparan (Kc). Faktor distribusi mengukur tegangan resultan dari belitan terdistribusi terhadap belitan konsentrat dan rentang koil adalah ukuran jumlah slot jangkar antara kedua sisi koil. Dilambangkan dengan Kw.
Persamaan EMF (Gaya Gerak Listrik) diberikan di bawah ini:
Diasumsikan bahwa tegangan induksi adalah sinusoidal. Namun, jika distribusi kerapatan fluks adalah non-sinusoidal, tegangan induksi pada belitan akan menjadi non-sinusoidal. Faktor bentang kumparan, faktor distribusi, dan faktor belitan akan berbeda untuk setiap tegangan harmonik. Dari persamaan (1), EMF fundamental per fasa diberikan oleh persamaan yang ditunjukkan di bawah ini:
Harmonik ketiga, EMF per fasa akan menjadi:
Harmonik nth, EMF per fasa akan berada di sini subscript 1,3 dan n masing-masing menunjukkan harmonik fundamental, ketiga, dan nth.
Karena itu,
Di mana,
- ϕ1 adalah total fluks fundamental per kutub.
- ϕ1 = kerapatan fluks rata-rata x luas di bawah satu kutub
Di mana,
- Bm1 adalah nilai puncak dari komponen fundamental gelombang kerapatan fluks
- D adalah diameter jangkar (angker) atau diameter celah udara rata-rata
- L adalah panjang aksial jangkar atau panjang sisi kumparan aktif
Demikian pula untuk harmonik nth.
Di mana,
Bmn adalah nilai puncak kerapatan fluks harmonik nth
Faktor Belitan untuk Harmonik nth
Faktor belitan yang sesuai dengan tegangan harmonik nth diberikan sebagai:
Dimana Kcn dan Kdn adalah faktor bentang kumparan dan faktor distribusi untuk harmonik nth.
Oleh karena itu, EMF induksi harmonik order nth per fasa diberikan oleh persamaan yang ditunjukkan di bawah ini:
Di mana,
Selain fluks fundamental, tegangan induksi dalam belitan akan mengandung harmonik karena distribusi kerapatan fluks ruang non-sinusoidal. Karena bagian positif dan negatif dari gelombang kerapatan fluks adalah identik, hanya harmonik ganjil yang dapat muncul, dan harmonik genap tidak ada. Oleh karena itu, tegangan fasa dapat mengandung harmonik orde ketiga, kelima, ketujuh, dan yang lebih tinggi.
Terutama alternator tiga fasa terhubung bintang. Tegangan harmonik orde ketiga dari semua fasa adalah sama dalam fasa dan besarnya. Fasa dari mesin terhubung-bintang sedemikian rupa sehingga tegangan pada setiap dua saluran adalah perbedaan fasor dalam tegangan fasa yang sesuai. Oleh karena itu, harmonik ketiga atau kelipatan dari harmonik ketiga tidak ada dalam tegangan saluran dari mesin sinkron terhubung bintang.
Karena kekuatan komponen harmonik tegangan menurun dengan meningkatnya frekuensi, hanya harmonik kelima dan ketujuh yang penting. Ini dikenal sebagai Sabuk Harmonik.
Dengan demikian, tegangan kuadrat rata-rata akar dari tegangan induksi melintasi saluran 3 fasa, mesin terhubung bintang diberikan oleh persamaan yang ditunjukkan di bawah ini:
Dimana, subscript 1, 5, 7, 11 ….. masing-masing menunjukkan harmonik fundamental kelima, ketujuh, kesebelas.
