Prinsip Kerja & Pemakaian Motor Listrik

Prinsip Kerja & Pemakaian Motor Listrik

Setelah selesai mempelajari topik ini mahasiswa dapat memahami dan menjelaskan :

1. Jenis-jenis motor listrik satu fasa yang digunakan pada peralatan rumah tangga.

2. Bagian-bagian dan fungsi dari motor-motor listrik (motor split fasa, motor kapasitor, motor kutub bayangan dan motor universal).

3. Prinsip kerja dan karakteristik motor listrik satu fasa.

 Tujuan Pembelajaran Khusus

Setelah mengikuti perkuliahan ini mahasiswa memiliki pemahaman tentang:

• Prinsip kerja dan karakteristik motor split fasa dan motor kapasitor
• Prinsip kerja dan karakteristik motor shaded pole atau kutub bayangan
• Prinsip kerja dan karakteristik motor universal

 Prinsip Kerja Motor Listrik Satu Fasa

Motor listrik satu fasa hanya memiliki satu fasa belitan, sehingga tidak dapat menghasilkan medan putar sendiri. Namun demikian, jika diberikan medan yang menghasilkan gaya putar terhadap medan rotor, maka motor dapat berputar secara kontinyu. Gaya putar pada motor listrik satu fasa dapat dihasilkan melalui tiga cara yaitu:

• Memberikan kumparan bantu (auxiliary winding) yang berbeda fasa dengan kumparan utama.
• Memberikan kutub bayangan (kutub semu).
• Memberikan input dengan fasa yang berlawanan.

Berdasarkan tiga metode diatas maka motor listrik satu fasa yang umum digunakan dapat berupa motor split fasa, motor kapasitor, motor kutub bayangan dan motor universal (motor dc dengan suplay AC).

. Motor dengan kumparan bantu

Motor jenis ini merupakan motor satu fasa yang menggunakan kumparan bantu untuk menghasilkan gaya putar. Jenis motor ini disebut juga motor fase belah, mempunyai kumparan utama dan kumparan bantu. Kumparan bantu digunakan untuk menghasilkan medan yang berbeda fasa dengan medan yang dihasilkan pada kumparan utama. Kumparan bantu ini dapat berupa belitan induktor dengan resistor dan induktor dengan kapasitor.

·      Motor split fasa (split phase winding)

Motor jenis ini bekerja berdasarkan perbedaan fasa antara kumparan bantu berupa induktor dengan resistor dengan kumparan utama. Jika kumparan bantu ini ditempatkan secara paralel dengan belitan utama maka nilai R/X_L1 dari belitan bantu dapat diatur sedemikian rupa sehingga dihasilkan perbedaan fasa dibawah 90⁰. Dengan menaikkan nilai R maka dihasilkan perbandingan R/X_L1 yang lebih tinggi sehingga perbedaan fasa lebih mendekati 90⁰ dan torka starting yang dihasilkan lebih besar. Motor jenis ini memiliki torka starting yang rendah. Karakteristik dan rangkaian ekuivalen motor jenis ini diperlihatkan pada gambar 3.1. Pada kumparan bantu juga dipasang saklar sentrifugal untuk memutuskan arus listrik pada kumparan bantu bila putaran motor mencapai 75% dari putaran nominal.

·         Motor Kapasitor

Pada motor kapasitor, kapasitornya dihubungkan seri dengan kumparan bantu. Motor ini mempunyai kopel start lebih tinggi, sehingga banyak digunakan pada mesin cuci, pompa air dan peralatan rumah tangga lain. Motor jenis ini terdiri atas dua tipe:

- Motor kapasitor start

Motor jenis ini menggunakan belitan bantu berupa induktor seri dengan kapasitor sehingga diperoleh pergeseran fasa yang mendekati 90⁰. Sehingga diperoleh torka starting yang lebih besar dibandingkan dengan motor split fasa. Ketika motor sudah beroperasi mendekati 75 – 80 % dari kecepatan rating maka saklar sentrifugal akan beroperasi memutus belitan bantu, sehingga karakteristik torka - kecepatannya mendekati karakteristik jenis motor split fasa. Rangkaian ekuivalen dan karakteristik torka dari motor jenis ini diperlihatkan pada gambar 3.2.

- Motor kapasitor start dan running

Motor jenis ini digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan torka tinggi. Untuk menghasilkan torka starting dan running yang tinggi maka digunakan dua buah kapasitor dengan nilai yang berbeda. Kapasitor C1 digunakan untuk menghasilkan torka starting memiliki kapasitansi yang lebih rendah dari kapasitor C2 yang digunakan pada saat running. Saklar pemutus digunakan untuk memindahkan belitan dari C1 k C2 ketika kecepatan rating telah tercapai. Dengan cara ini maka kebutuhan torka tinggi pada saat starting dan running dapat dipertahankan. Perbandingan rangkaian ekuivalen kapasitor start dan kapasitor running diperlihatkan

 Konstruksi motor

Susunan bagian-bagian pokok motor fasa belah terdiri dari :

• Stator
• Rotor
• Tutup sebagai penyangga

Stator

Stator adalah bagian motor yang diam, dibagian dalamnya terdapat alur-alur untuk menempatkan gulungan-gulungan utama dan gulungan bantu. Diameter kawat gulungan utama pada umumnya lebih besar dari diameter kawat gulungan bantu.

Rotor

Rotor yang digunakan adalah tipe gulungan sangkar tupai yang pada salah satu ujungnya dilengkapi dengan kipas fungsinya sebagai pendingin pada waktu motor bekerja. Rotor juga dilengkapi dengan alat mekanis yang dapat mendorong saklar sentrifugal.

Tutup sebagai penyangga rotor.

Pada kedua tutup terdapat bantalan (bearing) penyangga poros rotor . Salah satu tutup pada bagian dalam dilengkapi dengan saklar sentrifugal, pada tempat inilah sambungan-sambungan dari gulungan motor dikeluarkan untuk selanjutnya dihubungkan pada terminal motor.

 Ganggungan kerusakan motor fasa belah

• Motor cepat panas, ini disebabkan karena beban motor terlalu berat atau saklar sentrifugal tidak bekerja.
• Motor tidak mampu berputar, hal ini disebabkan oleh hubungan kumparan bantu terlepas atau kapasitornya bocor.
• Gulungan statornya terbakar, hal ini mungkin disebabkan tegangan kurang.