View
74
Download
15
Category
Preview:
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Disebut motor satu fasa karena untuk menghasilkan tenaga mekanik pada motor tersebut
hanya dibutuhkan sumber satu fasa. Didalam pelaksanaannya motor satu fasa memiliki prinsip
dasar atas motor dua fasa. Disebut demikian karena lilitan stator motor terdiri dari dua jenis
lilitan yaitu:
1. Lilitan Utama
2. Lilitan Bantu
Karena lilitan tersebut dibuat sedemikian rupa sehingga walaupun arus yang mengalir dari
sumber meruoakan arus satu fasa, tetapi arus yang mengalir pada masing-masing lilitan yaitu
arus pada lilitan utama (Iu) dan arus pada lilitan bantu (Ib) tidak sefasa. Karena pada lilitan stator
terdapat dua arus yang mempunyai beda fas, maka pada stator akan terjadi suatu medan putar.
Dengan adanya medan putar ini maka akan berlangsung prinsip kerja seperti motor induksi tiga
fasa.
Motor-motor AC satu fasa banyak digunakan dalam praktek sehari-hari terutama dalam
pemakaian alat-alat rumah tangga sebab
a. Konstruksi sederhana
b. Praktis
c. Pemeliharaan mudah
d. Harga relatif murah
1.2 Maksud dan Tujuan Penulisan
Maksud dan Tujuan dari penulisan makalah ini adalah agar dapat Sistematika Penulisan
Didalam penulisan makalah ini, kami menggunakan sistematika penulisan dimana
sistematika penulisan tersebut seperti dibawah ini :
1
BAB I PENDAHULUAN
Dalam bab ini terdapat penjelasan mengenai latar belakang penulisan makalah,
maksud dan tujuan dari makalah, dan sistematika penulisan makalah itu sendiri.
BAB II PEMBAHASAN
Pada bab ini akan di bahas mengenai prinsip kerja motor satu fasa itu sendiri secara
details dan penjelasan mengenai jenis-jenis motor satu fasa beserta penjelasan cara
kerjanya
BAB III PENUTUP
Dalam bab terakhir ini akan dijelaskan kesimpulan dari bab-bab sebelumnya
mengenai motor satu fasa.
2
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Jenis-jenis motor satu fasa
Berdasarkan startingnya dikenal beberapa macam motor satu fasa, yaitu:
1. Motor fasa belah (split fasa)
2. Motor Kapasitor
3. Motor kutub bayangan
4. Motor Induksi repulse
Motor-motor tersebut di atas biasanya merupakan motor induksi. Sedangkan jenis motor
yang lain yang bukan motor induksi, tetapi merupakan motor-motor satu fasa yaitu
5. Motor universal
6. Motor repulse
Motor-motor induksi biasanya menggunakan rotor sangkarsedangkan motor-motor satu
fasa yang lain menggunakan rotor lilit (seperti rotor pada arus searah).
2.1.1 Motor fasa belah
Untuk memperoleh putaran medan magnet stator, lilitan utama dan lilitan bantu
dibuat sedemikian rupa sehingga arus yang mengalir pada masing-masing lilitan
tidak sefasa. Medan putar ini sangat diperlukan terutama untuk mendapatkan torsi
awal yang besar.
Untuk memperoleh Iu dan Ib tidak sefasa dapat dilakukan dengan cara
a. Lilitan utama terdiri dari jumlah lilitan yang sedikit dan penampang lilitan
yang besar
b. Lilitan bantu terdiri dari jumlah lilitan yang lebih banyak dan penampang
kawat penghantar yang lebih kecil.
Skema rangkaiann dari motor fasa belah dapat dilukiskan seperti gambar
3
Gambar 1. Rangkaian Motor Fasa Belah
Untuk mencegah agar lilitan bantu tidak selalu dialiri arus biasanya pada motor
fasa belah dipasang suatu saklar yang dihubungakan seri dengan lilitan bantu.
Saklar yangdigunakan pada motor tersebut biasanya merupakan suatu saklar yang
dapat bekerja secara otomatis yang disebut saklar sentrifugal.
Saklar sentrifugal pada gambar 1 akan terbuka jika putaran motor telah mencapai
70-80% putaran serempak.Karakteristik T=f (n) saat start dapat dilukiskan seprti
gambar 2.
Torsi awal motor fasa belah mencapai1,5 kali torsi beban penuh dan arus awalnya
dapat mencapai 7-8 arus beban penuh. Arus ini sulit diukur secara langsung.
Untuk menafsirkan besarnya arus awal dapat dilakukan dengan tes terkunci.
Misal untuk tegangan V1 arus motor = I. Maka untuk tegangan V2 arus awal
motor adalah:
Iawal = (V2/V1) . I ampere
4
Gambar 2
Motor fasa belah sangat baik untuk melayani beban yang membutuhkan momen
inersia yang relative rendah misalnya
a. Mesin cuci
b. Pompa sentrifugal
c. Fan
d. Blower
e. Small drill
f. Floor Polisher
g. Food mixer
h. dll
2.1.2 Motor Capasitor
Motor Capasitor mempunyai prinsip seperti motor fasa belah, tetapi pada
lilitan bantu nya dipasang seri dengan sebuah capasitor yang berfungsi untuk
memperoleh beda fasa antara arus lilitan utama dan arus lilitan bantu yang lebih
besar. (diusahakan 90˚)
Jika ditinjau prinsip pengoperasiannya, motor kapasitor dibagi menjadi tiga jenis
5
% Torsi beban penuh
% Putaran
1. Motor Capasitor start
2. Motor Capasitor start and run
3. Motor Capasitor permanen (tetap)
1. Motor Capasitor Start
Skema rangkaian dan karakteristik T=f(n) saat start dapat dilukiskan seperti
gambar 3 dengan adanya kapasitor diperoleh torsi awal yang lebih besar jika
dibandingkan dengan motor fasa belah
Gambar 3 Skema rangkaian dan karakteristik T=f(n) saat start
Motor Capasitor start banyak digunakan pada :
Fan, AC, peralatan pompa, mesin cuci, refrigerator.
6
2. Motor Capasitor start and run
Pada motor ini terdapat dua buah kapasitor yang dapat dirangkai seperti
gambar 4. Dan akan diperoleh karakteristik
T= f (n) saat start.
Gambar 4. Karakteristik start awal
Pada saat start C1 dan C2 terhubung semua sehingga diperoleh beda fasa.
Yang cukup besarantara flux utama dengan flux bantu
Sehingga diperoleh torsi awal yang cukup besar yaitu mencapai 400% - 500%
torsi beban penuh.
Setelah putaran motor mencapai 70% - 80% putaran nominal C1 terlepas
dan C2 tetap terpasang. Beda fasa antara flux utama dan bantu menurun sehingga
torsi motor turun. Motor ini banyak digunakan seperti pada motor kapasitor start,
hanya pada motor ini memiliki torsi dan efisiensi yang lebih besar jika
dibandingkan dengan motor kapasitor start.
7
3. Motor Capasitor permanent
Pada motor ini terdapat kapasitor yang dipasang tetap Rangkaian ekuivalen
motor ini dapat dilukiskan seperti gambar 5.
…………….
Gambar 5.Konstruksimotor capasitor permanent
Torsi awal motor kapasitor sangat sukar diukur namun demikian terdapat suatu
pendekatan untuk menafsirkan besarnya torsi awal tersebut.
Misal untuk memperoleh jumlah putaran motor yang sangat lambat dibutuhkan
tegangan sumber V1 dan menghasilkan torsi keluaran T1 .
Maka untuk tegangan sumber V2, torsi awal motor dapat ditafsirkan dengan
perhitungan sebagai berikut :
Tstartpada V2 = (V2/V1)2 .T1 …………..Nm
2.1.3 Motor kutub bayangan (Shaded Pole)
Motor kutub bayangan (shaded pole) mempunyai konstruksi kutub
sepertigambar 6. Pada bagian yang satu terdapat bagian kutub yang bercelah
dan pada bagian yang lain, dipasang cincin hubung singkat.
8
Gambar 6. Motor shaded pole
Jika motor dihubungkan pada sumber arus bolak balik maka berdasarkan
hukum faraday pada belitan yang dihubung singkat yang ada pada kutub magnet
akan terbentuk ggl induksi dan arus induksi.
Arus yang timbul akan menghasilkan flux magnet yang mempunyai arah selalu
melawan flux utama. Bagian ini sering disebut kutub bayangan.
Didalam kenyataannya bahwa flux yang dihasilkan oleh kutub utama dan kutub
bayangan mempunyai pergeseran fasa. Dengan demikian didalam celah udara
didepan kutub terdapat flux medan magnet yang berputar dan akan berlaku
prinsip seperti motor-motor induksi yang lain.
Grafik torsi T = f (nr) motor kutub banyangan dapat dilukiskan seperti gambar 7.
9
Gambar 7.Grafik torsi motor shaded pole
Motor kutub bayangan biasanya digunakan pada alat-alat yang tidak
membutuhkan torsi yang yang besar dan tidak membutuhkan banyak
pemeliharaan misal : jam-jam listrik, timers hairdryer, kipasanginkecil, dll.
2.1.4 Motor induksi Repulsi
Motor induksi repulsi merupakan suatau motor induksi yang pada saat start
berfungsi sebagai motor repulsi dan setelah motor berjalan sikat-sikat yang
dihubungkan singkat diangkat dan semua komutator dihubung singkat dengan
menggunakan sebuah cincin. Dari hal tersebut berarti motor mempunyai rotor
yang lilitannya dihubung singkat seperti rotor sangkar. Karena motor repulsi
berfungsi sebagai motor induksi maka karakteristik motor sama dengan
karakteristik motor induksi yang lain.
10
2.1.5 Motor Universal
Motor universal adalah suatu motor yang dapat dioperasikan pada sumber
AC maupun DC.
Produksi torsi dalam motor universal dapat dilukiskan seperti gambar
berikut ini:
Gambar karakteristik torsi motor universal
Misal motor universal berada pada kondisi a , motor mempunyai putaran searah
dengan arah putar jarum jam berdasarkan persamaan torsi:
11
T = Cg.Ia (torsi motor memiliki harga positif)
Didalam kondisi berikutnya seperti gambar .... diperoleh arah putaran motor yang
tetap dan torsi motor mempunyai harga positif.
Phasor diagram motor universal dapat dilukiskan seperti gambar ... diperoleh
suatu persamaan :
V = Er + I.Xf
Dengan mengabaikan rugi-rugi maka:
T.ω = Er.I
Tac = Er.I / ω
= V.I cosφ / ω .........Nm
V.I.cosφ = daya masukan motor (watt)
Jika motor dihubungkan pada sumber arus searah maka dengan mengabaikan
rugi-rugi diperoleh:
Tdc = V.I / ω .........Nm
Untuk harga VI dan ω yang sama akan diperoleh suatu perbandingan :
Tac : Tdc = V.I.cosφ : V.I cosφ (faktor daya)
Karakteristik T = f(n) motor universal dapat dilukiskan seperti gambar......
12
Gambar... karakteristik motor universal
Mengatur jumlah putaran
Bedasarkan rumus :
n = Er / c.ɸ
maka untuk mengatur jumlah putaran motor universal dapat dikerjakan dengan
cara mengatur flux magnet. Didalam mengatur flux dapat dilakukan dengan cara :
a. Mengatur jumlah lilitan penguat magnet dengan arus penguat yang tetap.
b. Mengatur arus penguat magnet dengan jumlah lilitan penguat magnet yang tetap.
Gambar... ,melukiskan cara pengaturan jumlah putaran motor dengan mengatur
jumlah lilitan penguat magnet dengan arus yang tetap.
13
Membalik arah putaran motor
Untuk membalik putaran motor pada motor universal dapat dikerjakan dengan
cara seperti pada motor arus searah yaitu:
a. Membalik arah arus penguat dengan arah arus jangkar yang tetap.
b. Membalik arah arus jangkar dengan arah arus penguat yang tetap.
Gambar .... melukiskan membalik putaran motor univ ersal dengan cara membalik
arah arus penguat medan dengan arah arus jangkar yang tetap.
14
Saklar untuk
mengatur putaran
Motor DC seri jika digunakan sebagai motor universal
Pada motor DC seri, inti kutub biasanya dibuat dengan menggunakan inti yang
pejal, Jika hal ini digunakan sebagai motor universal, maka pada inti kutub akan
terdapat rugi-rugi inti yang besar.
Oleh karenanya pada motor universal, inti kutub selalu terbuat dari inti yang
berlapis-lapis.
Motor universal sering digunakan dalam:
a. Pengisap debu
b. Mesin Jahit
c. Peralatan tangan
d. Peralatan yang membutuhkan putaran tinggi (±20.000ppm)
2.1.6 Motor Repulsi
Motor repulsi merupakan motor arus bolak balik yang menggunakan komutator
seperti motor universal.
Pada motor repulsi komutator tidak dihubungkan dengan sumber seperti pada
motor universal. Melainkan sikat-sikat pada motor dihubungkan singkat satu
sama lain sehingga pada lilitan jangkar motor mengalir arus induksi.
Dalam motor repulsi terdapat beberapa posisi sikat seperti dilukiskan pada
gambar
15
Pada posisi sikat seperti gambar, separo kawat lilit memberi torsi ke kiri dan separo
kawat yang lain memberi torsi ke kanan, sehingga motor tidak berputar.
Pada posisi sikat seperti gambar 147b masing-masing lilitan mempunyai polaritas
tegangan yang sama sehingga pada lilitan tidak mengalir arus maka motor tidak
berputar.
Pada posisi sikat seperti gambar sebagian tegangan saling meniadakan dan terdapat
sebagian yang lain yang mengalirkan arus yang cukup besar yang dapat memutar
motor berputar. Pada posisi sikat seperti gambar mempunyai prinsip yang sama
dengan posisi gambar, tetapi putaran motor mempunyai arah yang berlawanan. Dari
penggeseran sikat akan diperoleh karakteristik T= f(n) yang berbeda seperti
dilukiskan pada gambar .
16
Motor repulsi biasanya dibuat untuk ukuran tidak melebihi 5 TK. Motir ini biasa
digunakan dalam sistem penggerak yang sederhana dengan putaran yang dapat diatur
misal
a. Small agitator
b. Shoking machines
DAFTAR PUSTAKA
17
Alexander S. Lengsdorf, Theory of Alternating Current Machinery, Second edition, Tata Grav
Hill, 1974.
Fitzgerald, Electric Machinery, Third Edition Mc Graw Hill-book company, Inc. 1951
Zuhal, Dasar Tenaga Listrik , Bandung ITB 1972
Sunyoto, Dasar Listrik II, FTPTK IKIP Yogyakarta 1983
http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/12/motor-listrik.html
18
Recommended