Klasifikasi Motor Listrik [PDF]

Citation preview

MAKALAH ELECTRICAL CONVERTION ENERGYY KLASIFIKASI MOTOR LISTRIK Dosen Pengampu : Mohammad Mahmud, ST, MT



Oleh : MOH FADJAR BAHARI



417022



Broadcasting 2 / 5 April 2020



PROGRAM STRATA SATU PROGRAM STUDI MULTIMEDIA BROADCASTING SEKOLAH TINGGI TEKNIK MALANG 2020



A. KLASIFIKASI MOTOR LISTRIK Motor listrik merupakan salah satu mesin listrik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik putaran. Pada dasarnya motor listrik dapat dibedakan berdasarkan jenis sumber tegangan  yang digunakan. Berdasarkan jenis sumber tegangannya motor listrik dibedakan menjadi 2 jenis yaitu Motor listrik arus searah DC (Direct Current) dan Motor listrik bolak-balik AC (Alternating Current). Dari 2 jenis motor listrik tersebut terdapat jenis atau tipe motor listrik yang diklasifikasikan



berdasarkan



konstruksi,



prinsip



kerja,



dan



operasinya.



DBerdasarkan jenis-jenis motor listrik tersebut dapat dibuat peta konsep klasifikasi motor listrik sebagai berikut. Gambar 1.1 Klasifikasi Motor Listrik



Berdasarkan peta konsep klasifikasi motor listrik diatas, berikut ini penjelasan singkat mengenai jenis motor listrik tersebut.



1. Motor Listrik Arus Bolak-Balik AC Motor listrik arus bolak-balik adalah salah satu jenis motor listrik yang di suplai oleh sumber tegangan arus bolak balik(AC). Motor listrik arus bolak-balik (AC) tersebut dapat dibedakan lagi jenis-jenisnya sebagai berikut. a) Motor sinkron Motor sinkron adalah salah satu jenis motor listrik arus bolak balik (AC) yang bekerja pada kecepatan tetap dan konstan pada sistem frekuensi tertentu.



Motor ini memerlukan arus searah (DC) sebagai pembangkit daya dan memiliki torsi awal yang cukup rendah, oleh karena itu motor sinkron digunakan untuk penggunaan awal dengan beban yang rendah, seperti kompresor udara, generator motor dan perubahan frekwensi. Motor listrik sinkron memiliki kelebihan untuk memperbaiki faktor daya dalam sistem, sehingga motor listriik jenis ini biasa digunakan pada sistem yang memakai banyak listrik. b) Motor induksi Motor induksi merupakan salah satu jenis motor listrik bolak balik (AC) yang bekerja berdasarkan prinsip kerja induksi medan magnet antara stator dan rotor. Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu : a. Motor induksi satu fasa Motor induksi jenis ini hanya memiliki satu gulungan pada stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fasa serta memiliki rotor kandang tupai dan memerlukan sebuah komponen tambahan untuk menghidupkan motornya. Motor listrik jenis ini merupakan jenis motor induksi yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti mesin cuci, kipas angin dan pengering. b. Motor induksi tiga fase Medan magnet pada rotor yang berputar dihasilkan oleh suplai tegangan tiga fasa yang seimbang. Motor listrik jenis tersebut memiliki kemampuan daya yang cukup tinggi, dan memiliki kandang tupai ataupun gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai) dengan penyalaan sendiri. Diperkirakan kurang lebih sekitar 70% motor yang digunakan pada industri menggunakan motor listrik jenis ini, sebagai contoh kopressor, pompa, jaringan listrik, belt conveyor dan grinder. dengan kemampuan daya 1/3 hingga mencapai ratusan Hp.



2. Motor Listrik Arus Searah DC Motor listrik arus searah (DC) adalah salah satu jenis motor listrik yang beroperasi dengan menggunakan sumber tegangan arus listrik searah (DC). Motor listrik arus searah (DC) ini dapat dibedakan lagi jenis-jenisnya sebagai berikut. a) Motor DC sumber daya terpisah (Separately Excited) Motor listrik DC sumber daya terpisah adalah salah satu jenis motor DC yang sumber arus medan di suplai dari sumber yang terpisah, sehingga motor listrik DC jenis ini disebut motor listrik DC sumber daya terpisah. b) Motor DC sumber daya sendiri (Self Excited) Motor DC sumber daya sendiri dalah salah satujenis motor DC yang sumber arus medannya disupply oleh sumber yang sama dengan sumber kumparan motor listrik, sehingga motor listrik DC jenis ini disebut motor DC sumber daya sendiri. Motor DC sumber daya sendiri ini dibedakan menjadi 3 jenis berdasarkan konfigurasi suplai medan dengan kumparan motornya yaitu sebagai berikut. a. Motor DC shunt (Paralel) Pada motor listrik DC jenis shunt, gulungan medan disambungkan secara paralel dengan gulungan pada motor listrik. Oleh karena itu jumlah arus dalam jalur rangkaian merupakan penjumlahan antara arus medan dan dinamo. b. Motor DC Seri Pada motor listrik DC jenis seri, gulungan medan dihubungkan secara seri dengan gulungan pada kumparan motor. Oleh karena itu, arus dinamo sama dengan arus medan.



c. Motor DC Kompon (Gabungan) Motor listrik DC jenis kompon merupakan penggabugan antara motor jenis seri dan shunt. Pada motor DC kompon, gulungan medan dihubungkan secara seri dan paralel dengan gulungan motor listrik. Sehingga, pada motor DC kompon memiliki torsi awal yang cukup baik dengan kecepatan stabil. B. PENGGUNAAN MOTOR LISTRIK BERDASARKAN KLASIFIKASINYA 1. Motor Listrik Arus Bolak-Balik AC a. Motor Sinkron Motor Sinkron menurut penggunaannya dapat didefinisikan sebagai motor yang mendapatkan masukan dari tenaga listrik untuk menghasilkan putaran atau untuk memperbaiki cos phi.



Gambar 1.2 Motor Sinkron b. Motor Induksi Motor induksi yang umum dipakai adalah motor induksi 3-fase dan motor induksi 1-fase. Motor induksi 3-fase dioperasikan pada sistem tenaga 3-fase dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri, sedangkan motor induksi 1-fase dioperasikan pada sistem tenaga 1-fase yang banyak digunakan terutama pada penggunaan untuk peralatan rumah tangga seperti kipas angin, lemari es, pompa air, mesin cuci dan sebagainya karena motor induksi 1-fase mempunyai daya keluaran yang rendah.



2. Motor Listrik Searah DC Penggunaan Motor DC amat luas, namun penggunaan tersebut tergantung pada jenis motor DC yang digunakan. Tiap jenis motor DC mempunyai aplikasi tersendiri yang tentunya tidak seefektif jika menggunakan motor jenis lain untuk keperluan yang sama. Terdapat tiga jenis motor DC, penggolongan ini pada dasarnya berdasarkan topologi rangkaian, yaitu bagaimana motor tersebut disusun dengan komponen lain yang mendukung kinerjanya. a. Motor DC shunt Motor ini dinamakan motor DC shunt karena cara pengkabelan motor ini yang parallel (shunt) dengan kumparan armature. Motor jenis ini memiliki kecepatan yang stabil sehingga motor ini digunakan ketika membutuhkan kecepatan yang hampir sama sekali constant dari saat terdapat beban maupun terdapat beban. Selain itu, motor ini juga tepat jika kita rangkaian harus memiliki beban yang telah ditentukan. Motor DC shunt berbeda dengan motor yang sejenis terutama pada gulungan kawat yang terkoneksi parallel dengan medan armature. Kita harus ingat bahawa teori elektronika dasar bahwa sebuah sirkuit yang parallel juga disebut sebagai shunt. Karena gulungan kawat diparalel dengan armature, maka disebut sebagai shunt winding dan motornya disebut shunt motor. Motor DC shunt memiliki skema berikut: Motor DC shunt memiliki karakteristik pengoperasian yang agak berbeda dengan motor listrik yang sejenis. Karena medan kumparan parallel terbuat dari kabel yang kecil. Motor ini tidak dapat memproduksi arus yang besar ketika mulai melakukan putaran seperti pada medan kumparan seri. Hal ini berarti motor parallel mempunyai torsi awal yang lemah. Ketika voltase diaplikasikan ke motor listrik, resistansi yang tinggi pada kumparan parallel menjaga arus mengalir lambat. Kumparan armature untuk motor



shunt



pada



dasarnya



sama dengan



motor



seri



dan



menggunakan arus untuk memproduksi medan magnetik yang cukup kuat untuk membuat kumparan armature memulai putaran. Seperti halnya motor seri, ketika armature mulai berputar, kumparan tersebut akan memproduksi



EMF. EMF balik akan menyebabkan arus pada kumparan armature mulai terkurangi sampai pada level yang sangat rendah. Banyaknya arus pada kumparan armature yang dibutuhkan akan secara langsung berhubungan dengan banyaknya beban ketika motor mencapai kecepatan maksimal. Ketika bebannya sedikit, kumparan armature ini akan membutuhkan arus yang sedikut pula. Namun, ketika motor mencapai rpm yang penuh, kecepatannya akan tetap konstan. Dalam industry, motor shunt digunakan pada Mesin bubut, Drills, Boring Mills, pembentuk, dan Spinning. Berikut adalah contoh boring mills yang sering digunakan pada industry. b. Motor DC Seri Motor ini dipasang secara seri dengan kumparan armature. Motor ini, kurang stabil. Pada torsi yang tinggi kecepatannya menurun dan sebaliknya. Namun, pada saat tidak terdapat beban motor ini akan cenderung menghasilkan kecepatan yang sangat tinggi. Tenaga putaran yang besar ini dibutuhkan pada elevator dan Electric Traction. Kecepatan ini juga dibutuhkan pada mesin jahit. Motor DC seri mampu menghasilkan torsi awal yang besar dan stabil untuk memindahkan beban yang amat berat. Motor DC disusun dengan topologi berikut:



Karena kumparan medan terseri dengan kumparan armature, motor DC seri membutuhkan jumlah arus yang sama dengan arus yang mengalir melalui kumparan armature. Untuk alas an ini kumparan dibuat dari kabel yang diameternya besar sehingga didapat arus yang mencukupi. Karena diameter kabelnya sangat besar, kumparan hanya bisa memiliki beberapa lilitan kabel. Pada motor DC yang lebih besar, medan kumparan terbuat dari tembaga



dan



bukan



dari



rentetan



kabel



yang



digunakan



untuk



mendistribusikan power. Bentuk kotak dari kabel tembaga membuat penempatan lebih mudah disekitar kutub medan. Kabel tembaga tersebut juga dapat dengan mudah memanas karena besarnya arus yang mengalir.



Jumlah arus yang melewati kumparan menentukan jumlah torsi dari motor yang dapat diproduksi. Karena medan yang seri fibuat dari konduktor yang besar, konduktor tersebut memungkinkan jumlah arus yang lebih besar dan torsi yang lebih besar. Motor DC seri dapat dengan aman ditangani karena motor tidak beroperasi untuk waktu yang lama. Pada kebanyakan aplikasinya motor akan beroperasi selama beberapa detik saja, yaitu ketika terdapat arus yang besar. Pengoperasian dari motor ini sangat mudah untuk dimengerti. Kita tahu, bahwa kumparan medan terkoneksi secara seri dengan kumparan armature. Hal ini berarti bahwa power akan teraplikasi pada salah satu ujung dari kumparan medan yang seri dan ujung lain dari kumparan armature yang terkoneksi dengan brush. Ketika voltase diberikan, arus mulai mengalir dari terminal power supply yang negative ke kumparan yang seri dan kumparan armature. Kumparan armature tidak berputar ketika tegangan pertama kali diberikan dan satu-satunya hambatan pada sirkuit berasal dari konduktor yang digunakan pada armature dan kumparan penguat medan. Kerena konduktor ini sangat besar, maka konduktor ini hanya akan memiliki hambatan yang kecil. Hal ini menyebabkan motor mengambil arus yang besar dari power supply. Ketika arus yang besar mulai mengalir ke kumparan penguat medan dan kumparan armature maka akan terbentuk medan magnetic yang cukup kuat. Karena arusnya amat besar, hal ini menyebabkan kumparan menjadi jenuh, yang akan memproduksi medan magnet yang amat kuat. Dalam industry, motor ini digunakan sebagai electric traction, elevator, kompresor udara, penyedot debu, dan pengering rambut. Contoh yang nyata, dapat kita temui pada mesin mobil. Ketika pada saat pertama kali dihidupkan, mobil memerlukan tenaga putaran yang kuat untuk membuat mesin dalam mobil hidup. Dan berikut adalah gambar electric traction yang digunakan pada industri. c. Motor DC Compound Motor compound memiliki dua bidang kumparan. Salah satu berparalel dengan kumparan armature, sementara kumparan lain berseri



dengan bidang yang terkoneksi seri dengan kumparan armature. Kumparan yang parallel memberikan kecepatan yang constant. Sementara kumparan yang seri dapat menyumbangkan torsi yang besar ketika motor dinyalakan meski pada saat terdapat beban berat. Dalam industri, motor ini digunakan untuk pekerjaan apa saja yang membutuhkan torsi besar dan kecepatan yang constant.



DAFTAR PUSTAKA https://www.etsworlds.id/2018/05/pengertian-klasifikasi-dan-jenis-motor.html (diakses tanggal 5 april 2020). https://blogs.itb.ac.id/el2244k0112211009mochamadzakyfaisal/2013/05/02/mesin -ac/ (diakses tanggal 5 april 2020). http://geovaniorlando.blogspot.com/2015/01/aplikasi-motor-dc.html (diakses tanggal 5 april 2020).