Motor 1 Phasa [PDF]

Citation preview

MAKALAH



MESIN LISTRIK



Motor 1 phasa



Disusun Oleh : Rina Wulansari LT – 2B / 19 3.31.12.1.20



Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang 2013



BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air danpenyedot debu. Motor listrik yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik asinkron, dengan



dua



standar



global



yakni IEC dan NEMA.



Motor asinkron IEC



berbasis metrik (milimeter), sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam aplikasi ada satuan daya dalam horsepower (hp) maupun kiloWatt (kW).



1.2 TUJUAN Makalah ini disusun guna memenuhi tugas dari mata kuliah Mesin Listrik serta agar mahasiswa dapat lebih memahamai materi dari mata kuliah Mesin Listrik.



1.3 RUANG LINGKUP Karena dalam materi motor listrik menyangkut materi yang sangat luas. Maka dalam makalah ini hanya akan dibahas mengenai Motor listri 1 phasa baik AC maupun DC.



BAB II PEMBAHASAN Motor listrik 1 phasa dibagi menjadi Motor Listrik Arus Searah (DC) 1 phasa dan Motor Listrik Arus Bolak Balik (AC) 1 Phasa . yang akan dijelaskan di sub bab dibawah ini.



A. Motor Listrik Arus Searah (DC) 1 Phasa Dilihat dari sudut kegunaan utamanya,motor arus searah dapat dibagi dalam dua kelompok utama yaitu: motor Listrik dan Generator atau sering disebut dinamo. Suatu motor listrik pada intiya dapat dianggap terdiri dari bagian-bagian yang diam yang dinamakan stator (rangka atau ganbar) dan suatu bagian yang berputar dinamakan rotor, pada mesin arus searah lazim disebut jangkar. Dalam konversi energi, baik dari energi listrik ke energi mekanik (motor listrik) atau dari energi mekanik ke energi listrik (Generator) selalu melalui suatu medium medan magnit. Dalam hal ini ada 3 parameter yang selalu berinteraksi yaitu: 1.



Fluksi magnit



2.



Konduktor berarus



3.



Gerak (force)



Ketiga parameter tersebut dipenuhi dengan adanya: 1.



Kumparan medan



2.



Kumparan jangkar



3.



Sistim poros dan bantalan



motor arus searah terdiri dari lima bagian utama yaitu: 1. Poros yang terbuat dari baja 2. Inti rotor terbuat dari plat dinamo 3. Kumparan Rotor 4. Kumparan medan 5. Komutator dilengkapi dengan lamel-lamel sebagai terminal kumparan jangkar motor



Gambar 2.1 Bagian uatama mesin listrtik arus searah



1. Stator/Rangka gandar Pada motor arus searah, gandar berfungsi sebagai bagian dari rangkaian magnetik yang biasanya di buat dari besi tuang. Pada gandar terdapat seperangkat kutub-kutub medan yang dibuat dari inti laminasi baja pelat dan kumparan medan dipasngkan pada kutub-kutub medan tersebut, seperti ditunjukkan pada gambar 2.2.



Gambar 2.2 Stator dan rangka gandar



Sepatu kutub dibuat dari besi lapis yang cukup tipis (plat dinamo) yang dijadikan satu, dimasukkan kedalam kumparan magnitnya yang telah di bungkus isolasi yang memadai. Sepatu kutub ini dipasangkan pada rangka (yoke) yang sekaligus jadi badan mesin dengan dua buah baut. Bagian dalam badan motor arus searah(yoke) dibubut agar sepatu kutubnya mempunyai celah udara serapat mungkin (minimum) dan lingkaran dalam betul-betul bulat. Dalam rangka ini ditempatkan sejumlah pasang sepatu kutub. Pasangan kutub U dan S selalu berurutan seperti letak sepatu kutubnya dan ujung-ujung kawat kumparannya dihubungkan satu pada yang lain sehingga keluar hanya 2 ujung dan dipasang pada kotak klem dengan tanda huruf simbol F1 dan F2; pada kotak/plat klem itu juga ditempatkan klem untuk kabel peralatan sikat yang berhubungan dengan jangkar (armature) atau rotor dan diberi huruf simbol A1 dan A2. 2. Kumparan Medan Kumparan medan juga dikenal dengan kumparam penguat untuk menghasilkan medan magnit pada kutub uama ( main pole ) .gambar 2.3 menunjukkan penepatan kumparan medan pada inti kutub.



Gambar 2.3 penempatan kumparan medan



3. Rotor atau Jangkar Rotor motor arus searah dilengkapi dengan komutator dengan lamel-lamel sebagai terminal kumparan jangkar motor dan dipasangkan pada poros. Rotor atau jangkar dibuat dari plat-plat tipis baja campuran dalam bentuk tertentu. Alur-alur pada jangkar dibuat untuk meletakkan lilitan jangkar , lihat gambar 2.4.



Gambar 2.4 Rotor/jangkar



4. Bantalan (Bearing) Bantalan pada motor/dinamo berfungsi sebagai: a. Memperlancar gerak putar poros b. Mengurangi gesekan putaran dan perlu diberi pelumas c. Penstabil poros terhadap gaya horizontal dan gaya vertikal poros motor.



Menurut tipe bantalan (bearing) dapat dibedakan antara lain: a. Bantalan peluru b. Bantalan roller



c. Bantalan bos



5. Tutup (End Plate) Tutup rangka mesin



Gambar 2.5 Bagian tutup Pada setiap motor listrik atau generator mempunyai 2 (dua) buah tutup, masing masing ditempatkan pada dua sisi rangka di ikat dengan baut. Kedua tutup tersebut befungsi sebagai: a. Dudukan bantalan poros motor/dinamo b. Titik senter antara rotor/poros dengan rumah stator c. Pelindung bagian dalam motor/dinamo



6. Bagian Mekanik Sikat Arang Sikat karbon ditempatkan diatas perputaran komutator berfungsi sebagai jaringan untuk memindahkan arus antara jangkar dan kumparan medan. Peralatan sikat, terdiri dari pemegang sikat (A) yaitu tempat dudukan sikat yang diikatkan pada rangka mesin, (B) Sikat arang , (C) Komutator dan (D) Pegas. Dengan tekanan pegas sikat arang akan selalu menekan pada komutator tanpa mengganggu kelancaran putaran rotor. Setiap sikat terpasang pada dudukan sikat , yang disatukan dengan pegas untuk mempertahankan tekanan sikat yang konstan pada komutator. Perlengkapan (Rigging Brush) digunakan untuk dukungan pemegang sikat terdiri dari sepatu dan gagang sikat. Bagian-bagian mekanik sikat arang dapat dilihat pada gambar 2.5.



Sekalipun sudah dibentuk, nyatanya kita tidak dapat membuat sikat arang berbentuk lengkungan seperti lengkungan komutatornya terutama ujung-ujung sikat arangnya. Bersihkan selalu serbuk arang dan abrasip lainnya dengan memakai sikat halus atau alat pengisap debu.



B. Motor Listrik Arus Bolak-balik (AC) 1 phasa Berdasarkan karakteristik dari arus listrik yang mengalir, motor AC (Alternating Current, Arus Bolak-balik) terdiri dari 2 jenis, yaitu: 1. Motor listrik AC / arus bolak-balik 1 fasa 2.



Motor listrik AC / arus bolak-balik 3 fasa



Pembahasan dalam artikel kali ini di titik beratkan pada motor listrik AC 1 fasa, yang terdiri dari: • Motor Kapasitor • Motor Shaded Pole • Motor Universal Sebelumnya akan lebih baik jika anda membaca artikel mengenai motor listrik di sini



Prinsip kerja Motor AC Satu Fasa Motor AC satu fasa berbeda cara kerjanya dengan motor AC tiga fasa, dimana pada motor AC tiga fasa untuk belitan statornya terdapat tiga belitan yang menghasilkan medan putar dan pada rotor sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan



putaran. Sedangkan pada motor satu fasa memiliki dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa bantu (belitan Z1-Z2), lihat gambar1.



Gambar 1. Prinsip Medan Magnet Utama dan Medan magnet Bantu Motor Satu fasa



Belitan utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga memiliki impedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari tembaga berpenampang kecil dan jumlah belitannya lebih banyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi belitan utama. Grafik arus belitan bantu Ibantu dan arus belitan utama Iutama berbeda fasa sebesar φ, hal ini disebabkan karena perbedaan besarnya impedansi kedua belitan tersebut. Perbedaan arus beda fasa ini menyebabkan arus total, merupakan penjumlahan vektor arus utama dan arus bantu. Medan magnet utama yang dihasilkan belitan utama juga berbeda fasa sebesar φ dengan medan magnet bantu.



Gambar 2. grafik Gelombang arus medan bantu dan arus medan utama



Gambar 3. Medan magnet pada Stator Motor satu fasa Belitan bantu Z1-Z2 pertama dialiri arus Ibantu menghasilkan fluks magnet Φ tegak lurus, beberapa saat kemudian belitan utama U1-U2 dialiri arus utama Iutama. yang bernilai positip. Hasilnya adalah medan magnet yang bergeser sebesar 45° dengan arah berlawanan jarum jam. Kejadian ini berlangsung terus sampai satu siklus sinusoida, sehingga menghasilkan medan magnet yang berputar pada belitan statornya.



Rotor motor satu fasa sama dengan rotor motor tiga fasa yaitu berbentuk batang-batang kawat yang ujung-ujungnya dihubung singkatkan dan menyerupai bentuk sangkar tupai, maka sering disebut rotor sangkar.



Gambar 4. Rotor sangkar



Belitan rotor yang dipotong oleh medan putar stator, menghasilkan tegangan induksi,



interaksi antara medan putar stator dan medan magnet rotor akan menghasilkan torsi putar pada rotor.



Motor Kapasitor



Motor kapasitor satu phasa banyak digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti motor pompa air, motor mesin cuci, motor lemari es, motor air conditioning. Konstruksinya sederhana dengan daya kecil dan bekerja dengan tegangan suplai PLN 220 V, oleh karena itu menjadikan motor kapasitor ini banyak dipakai pada peralatan rumah tangga.



Gambar 5. Motor kapasitor



Belitan stator terdiri atas belitan utama dengan notasi terminal U1-U2, dan belitan bantu dengan notasi terminal Z1-Z2 Jala-jala L1 terhubung dengan terminal U1, dan kawat netral N terhubung dengan terminal U2. Kondensator kerja berfungsi agar perbedaan sudut phasa belitan utama dengan belitan bantu mendekati 90°. Pengaturan arah putaran motor kapasitor dapat dilakukan dengan (lihat gambar6): • Untuk menghasilkan putaran ke kiri (berlawanan jarum jam) kondensator kerja CB disambungkan ke terminal U1 dan Z2 dan terminal Z1 dikopel dengan terminal. • Putaran ke kanan (searah jarum jam) kondensator kerja disambung kan ke terminal Z1 dan U1 dan terminal Z2 dikopel dengan terminal U1.



Gambar 6. Pengawatan motor kapasitor dengan pembalik putaran.



Motor kapasitor dengan daya diatas 1 KW di lengkapi dengan dua buah kondensator dan satu buah saklar sentrifugal. Belitan utama U1-U2 dihubungkan dengan jala-jala L1 dan Netral N. Belitan bantu Z1-Z2 disambungkan seri dengan kondensator kerja CB, dan sebuah kondensator starting CA diseri dengan kontak normally close (NC) dari saklar sentrifugal, lihat gambar 7.



Awalnya belitan utama dan belitan bantu mendapatkan tegangan dari jala-jala L1 dan Netral. Kemudian dua buah kondensator CB dan CA, keduanya membentuk loop tertutup sehingga rotor mulai berputar, dan ketika putaran mendekati 70% putaran nominalnya, saklar sentrifugal akan membuka dan kontak normally close memutuskan kondensator bantu CA.



Gambar 7. Pengawatan dengan Dua Kapasitor



Fungsi dari dua kondensator yang disambungkan parallel, CA+CB, adalah untuk meningkatkan nilai torsi awal untuk mengangkat beban. Setelah putaran motor mencapai 70% putaran, saklar sentrifugal terputus sehingga hanya kondensator kerja CB saja yang



tetap bekerja. Jika kedua kondensator rusak maka torsi motor akan menurun drastis, lihat gambar 8.



Gambar 8. Karakteristik Torsi Motor kapasitor



Motor Shaded Pole



Motor shaded pole atau motor phasa terbelah termasuk motor satu phasa daya kecil, dan banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga sebagai motor penggerak kipas angin, blender. Konstruksinya sangat sederhana, pada kedua ujung stator ada dua kawat yang terpasang dan dihubung singkatkan fungsinya sebagai pembelah phasa.



Belitan stator dibelitkan sekeliling inti membentuk seperti belitan transfor mator. Rotornya berbentuk sangkar tupai dan porosnya ditempatkan pada rumah stator ditopang dua buah bearing.



Gambar 9. motor shaded pole, Motor fasa terbelah.



Irisan penampang motor shaded pole memperlihatkan dua bagian, yaitu bagian stator dengan belitan stator dan dua kawat shaded pole. Bagian rotor sangkar ditempatkan di tengah-tengah stator, lihat gambar 10.



Gambar 10. Penampang motor shaded pole.



Torsi putar dihasilkan oleh adanya pembelahan phasa oleh kawat shaded pole. Konstruksi yang sederhana, daya yang kecil, handal, mudah dioperasikan, bebas perawatan dan cukup di suplai dengan Tegangan AC 220 V, jenis motor shaded pole banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga kecil.



Motor Universal Motor Universal termasuk motor satu phasa dengan menggunakan belitan stator dan belitan rotor. Motor universal dipakai pada mesin jahit, motor bor tangan. Perawatan rutin dilakukan dengan mengganti sikat arang yang memendek atau pegas sikat arang yang lembek. Kontruksinya yang sederhana, handal, mudah dioperasikan, daya yang kecil, torsinya yang cukup besar motor universal dipakai untuk peralatan rumah tangga.



Gambar 11. komutator pada motor universal.



Bentuk stator dari motor universal terdiri dari dua kutub stator. Belitan rotor memiliki dua belas alur belitan dan dilengkapi komutator dan sikat arang yang menghubungkan secara seri antara belitan stator dengan belitan rotornya. Motor universal memiliki kecepatan tinggi sekitar 3000 rpm.



Gambar 12. stator dan rotor motor universal Aplikasi motor universal untuk mesin jahit, untuk mengatur kecepatan dihubungkan dengan tahanan geser dalam bentuk pedal yang ditekan dan dilepaskan.



BAB III PENUTUPAN



A. Kesimpulan Motor 1 phasa terdiri dari 2 jenis, yaitu motor 1 phasa arus searah (DC) dan Motor 1 arus bolak-balik (AC). Pada motor 1 phasa DC memiliki prinsip Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut, motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran motor akan terbalik pula. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal menentukan kecepatan motor. Sedangkan pada motor 1 fasa AC berbeda cara kerjanya dengan motor AC tiga fasa, dimana pada motor AC tiga fasa untuk belitan statornya terdapat tiga belitan yang menghasilkan medan putar dan pada rotor sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan putaran. Sedangkan pada motor satu fasa memiliki dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa bantu (belitan Z1-Z2).



DAFTAR PUSTAKA



http://id.wikipedia.org/wiki/Motor_listrik http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/04/motor-listrik-ac-satu-fasa.html http://ilmubagus-darmaxxx.blogspot.com/2012/02/motor-ac-dan-dc-1-fasa.html http://blogs.itb.ac.id/el2244k0112211001hendrikusjagau/2013/04/28/motor-dc-motor-ac-danpresentasi-eldas/