Motor AC 3 Phase

Motor AC 3 phase bekerja dengan memanfaatkan perbedaan fasa sumber untuk menimbulkan gaya putar pada rotornya. Jika pada motor AC 1 phase untuk menghasilkan beda phase diperlukan penambahan komponen Kapasitor (baca disini), pada motor 3 phase perbedaan phase sudah didapat langsung dari sumber seperti terlihat pada gambar arus 3 phase berikut ini:

(Sumber : http://wiskeydeoch.blogspot.com/2011/02/blog-post.html)

Pada gambar di atas, arus 3 phase memiliki perbedaan phase 60 derajat antar phasenya. Dengan perbedaan ini, maka penambahan kapasitor tidak diperlukan.

Konstruksi motor 3 phase:

Motor induksi tiga fasa memiliki dua komponen dasar yaitu stator dan rotor, bagian rotor dipisahkan dengan bagian stator oleh celah udara yang sempit (air gap) dengan jarak antara 0,4 mm sampai 4 mm. Tipe dari motor induksi tiga fasa berdasarkan lilitan pada rotor dibagi menjadi dua macam yaitu rotor belitan (wound rotor) adalah tipe motor induksi yang memiliki rotor terbuat dari lilitan yang sama dengan lilitan statornya dan rotor sangkar tupai (Squirrel-cage rotor) yaitu tipe motor induksi dimana konstruksi rotor tersusun oleh beberapa batangan logam yang dimasukkan melewati slot-slot yang ada pada rotor motor induksi, kemudian setiap bagian disatukan oleh cincin sehingga membuat batangan logam terhubung singkat dengan batangan logam yang lain.

(Sumber: http://reehokstyle.blogspot.com/2010/03/aplikasi-motor-induksi-3-fasa-dalam.html)

Prinsip Kerja:

Apabila sumber tegangan 3 fase dipasang pada kumparan stator, akan timbul medan putar den gan kecepatan

ns = 120 f/P

dimana:

Ns = Kecepatan Putar

f = Frekuensi Sumber

P = Kutub motor

Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor. Akibatnya pada batang konduktor dari rotor akan timbul GGL induksi. Karena batang konduktor merupakan rangkaian yang tertutup maka GGL akan menghasilkan arus (I). Adanya arus (I) di d alam medan magnet akan menimbulkan gaya (F) pada rotor. Bila kopel mula yan g dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator. GGL induksi timbul karena terpoton gn ya batang konduktor (rotor) oleh medan putar stator. Artinya agar GGL induksi tersebut timbul, diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator (ns) dengan kecepatan berputar rotor (nr).

Perbedaan kecepatan antara nr dan ns disebut slip (s), dinyatakan dengan

S= (ns- nr)/ ns

Bila nr = ns, GGL induksi tidak akan timbul dan arus tidak mengalir pada batang konduktor (rotor), dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Dilihat dari cara kerjanya, motor induksi disebut juga sebagai motor tak serempak atau asinkron.

Hubungan antara beban, kecepatan dan torsi (torque)

Gambar di bawah ini menunjukkan grafik hubungan antara torque - kecepatan dengan arus pada motor induksi 3 phase:

• Motor mulai menyala ternyata terdapat arus start yang tinggi akan tetapi torque-nya rendah.
• Saat motor mencapai 80% dari kecepatan penuh, torque-nya mencapai titik tertinggi dan arusnya mulai menurun.
• Pada saat motor sudah mencapai kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torque dan stator turun ke nol.

Keuntungan motor tiga phasa :

• Konstruksi sangat kuat dan sederhana terutama bila motor dengan rotor sangkar.
• Harganya relatif murah dan kehandalannya tinggi.
• Effesiensi relatif tinggi pada keadaan normal, tidak ada sikat sehingga rugi gesekan kecil.
• Biaya pemeliharaan rendah karena pemeliharaan motor hampir tidak diperlukan.

Kerugian Penggunaan Motor Induksi:

• Kecepatan tidak mudah dikontrol
• Power faktor rendah pada beban ringan
• Arus start biasanya 5 sampai 7 kali dari arus nominal

Pengasutan motor 3 phase:

Pengasutan merupakan metoda penyambungan kumparan-kumparan dalam motor 3 phase. Ada 2 model penyambungan kumparan pada motor 3 phase:

1. Sambungan Bintang/Star/Y
2. Sambungan Segitiga/Delta

1. Sambungan Star

Sambungan bintang dibentuk dengan menghubungkan salah satu ujung dari ketiga kumparan menjadi satu. Ujung kumparan yang digabung tersebut menjadi titik netral, karena sifat arus 3 phase yang jika dijumlahkan ketiganya hasilnya netral atau nol.  

Nilai tegangan phase pada sambungan bintang =  √3 x tegangan antar phase

 

2. Sambungan Delta

Sambungan delta atau segitiga didapat dengan menghubungkan kumparan-kumparan motor sehingga membentuk segitiga.  Pada sambungan delta tegangan kumparan = tegangan antar phase akan tetapi arus jaringan sebesar √3 arus line.

 

Starting motor Star-Delta

Untuk mengurangi besarnya arus start motor yang mendekati 7x arus nominal maka dapat dengan menggunakan metode start Star - Delta. Dengan metode ini motor awalnya diset pada asutan Star, setelah motor mencapai kecepatan 80% kecepatan maksimal, sambungan diubah ke sambungan Delta. Dengan cara ini maka torsi dapat dipertahankan sedangkan lonjakan arus start dapat ditekan.

(sumber : telinks.wordpress.com)

Read More

Motor AC 1 Phase

Sesuai namanya, motor AC 1 phasa bekerja dengan input tegangan bolak-balik 1 phasa jadi pada sambungannya hanya menggunakan 1 kawat phasa (yang bertegangan) dan satu kawat nol. Pada motor satu phasa terdapat dua jenis kumparan yaitu kumparan utama dan kumparan bantu. Kumparan utama tersusun dari kawat dengan diameter yang lebih besar dari kumparan bantu.

gambar kumparan dalam motor 1 phase

Jika kumparan motor 1 phase hanya ada satu maka kumparan tidak akan menghasilkan medan putar tapi hanya medan yang berdetak (berupa pulsa) yang berfase antara 0 sampai 180 derajat. Saat sebuah kumaran tunggal dialiri arus AC maka medan yang dihasilkan akan berlawanan setiap waktu, karena polaritasnya akan berubah-ubah. Perhatikan gambar diagram fasor di bawah ini :

Gambar diagram fasor pembangkitan medan 1 phase

(source : http://sub.allaboutcircuits.com)

Untuk mengatasi masalah tersebut maka dapat dengan membuat motor 2 phase dari sumber 1 phase.

1. Motor Kapasitor Permanen.

Motor ini memiliki 2 kumparan yang terpisah 90 derajat, salah satu ujung kumparan dipasangkan kapasitor secara seri. Ini dimaksudkan untuk menghasilkan perbedaan fase meskipun inputnya tegangan 1 phase. Perhatikan gambar di bawah ini:

Gambar motor kapasitor permanen

(Sumber : http://sub.allaboutcircuits.com)

Motor jenis ini memiliki rugi arus dan waktu start yang cukup signifikan, untuk memperkecil rugi tersebut maka kapasitor yang terpasang memiliki impedansi yang minimum. Konfigurasi motor ini bekerja cukup baik pada motor kecil (sampai dengan 200 Watt). Putaran motor ini dapat dengan mudah kita ubah dengan memasang kapasitor seri dengan kumparan yang lain.

2. Motor Kapasitor Start.

Konfigurasi motor kapasitor-start

(sumber : http://sub.allaboutcircuits.com/)

Motor hamir sama dengan motor kapasitor permanen, akan tetapi jenis ini menggunakan kapasitor yang lebih besar. Setelah motor berputar dan mencapai kecepatan tertentu maka saklar sentrifugal akan memutus arus ke kapasitor dan arus sepenuhnya mengalir lewat kumparan utama. Motor jenis ini dapat menghasilkan torsi yang besar dan mampu bekerja pada berbagai ukuran daya.

3. Motor Kapasitor Run.

Konfigurasi Motor Kapasitor-run

(sumber : http://sub.allaboutcircuits.com/)

Motor jenis ini menggunakan 2 kapasitor, dimana satu kapasitor ukuran besar untuk starting, dan kapasitor yang lebih kecil. Kapasitor yang digunakan adalah kapasitor elektrolit non-polar double anoda (bisa + dan +, atau - dan -). Saat starting, kapasitor besar berperan menghasilkan torsi putaran start, setelah mencapai putaran tertentu saklar sentrifugal memutus aliran ke kapasitor start dan arus akan mengalir melalui kapasitor run yang ukurannnya lebih kecil, kapasitor ini digunakan untuk menaikan karakteristik runing tanpa mengambil arus yang terlalu banyak.

Read More

Motor DC

Motor DC sesuai dengan namanya merupakan salah satu jenis motor yang menggunakan arus DC sebagai sumbernya. Cara kerja motor DC sama dengan motor yang lain yaitu memanfaatkan gaya Lorentz yang timbul saat kumparan didalam medan magnet dialiri arus listrik.
Motor DC banyak digunakan sebagai penggerak yang membutuhkan torsi tinggi dan percepatan yang konstan.


Bagian-bagian motor DC:

1. Armature :Merupakan bagian inti dalam motor DC berupa lilitan kawat pada besi lunak sebagai inti kumparannya. Merupakan bagian yang bergerak pada motor DC (rotor).
2. Komutator :Disebut juga cincin belah. Berbentuk seperti cincin yang terbelah. Merupakan tempat menempelnya ujung-ujung kumparan pada armature. belahan tersebut terpisah satu sama lain sehingga tidak terjadi short circuit (hubung singkat).
3. Sikat Karbon (Brushes) :Merupakan bagian yang terhubung dengan kutub positif dan kutub negatif dari sumber arus DC. Sikat ini dipasang bersentuhan dengan komutator sehingga arus dari sumber diteruskan ke kumparan melalui Sikat dan komutator.
4. Sangkar Magnet :Merupakan magnet tetap yang disatukan dengan sangkar/ bodi motor DC yang menghasilkan medan magnet dalam motor DC.


Cara Kerja Motor DC

Pada gambar di samping, saat sumber dinyalakan, arus akam mengalir melewati sikat, komutator, kemudian ke kumparan, saat kumparan dialiri arus akan menimbulkan medan magnet dan akan membuat kumparan bergerak. Saat kumparan bergerak 90 derajat arus akan terputus karena sikat berada pada belahan komutator, akan tetapi karena momentumnya sendiri kumparan akan tetap berputar, saat bergerak 180 derajat, komutator akan kembali kontak dengan sikat sehingga arus akan mengalir dengan arah yang sama. Siklus ini akan terus berulang sampai arus dari sumber diputus.

Untuk menaikkan efisiensi motor DC dapat dilakukan dengan cara :
> Menambah jumlah lilitan pada armature
> Menambah kuat arus dari sumber
> Memperlebar diameter kumparan
> Memperkuat medan magnet dalam sangkar magnet

Read More

Motor Listrik

Motor listrik merupakan suatu alat yang berfungsi mengubah energi listrik menjadi energi mekanik (gerak). Gerakan yang ditimbulkan adalah gerakan berputar. Motor listrik banyak digunakan sebagai penggerak dalam mesin-mesin industri.
Motor listrik dapat berputar diakibatkan karena peristiwa elektro magnetik, adalah Gaya Lorentz yang menyebabkan motor dapat bergerak.
Gaya Lorentz merupakan gaya yang timbul pada suatu kawat berarus yang melintasi/memotong medan magnet.
simulasi gaya lorentz

Saat ada kawat sepanjang L (meter) dialiri arus listrik I (Ampere) dan melewati medan magnet B (Tesla), maka pada kawat tersebut akan timbul gaya F sebesar:

F= I x B x L  

dari persamaan tersebut maka gaya yang besar dapat diperoleh dengan cara:

• Memperkuat arus listrik.
• Memperpanjang kawat listrik (dengan membentuk kumparan)
• Memperkuat medan magnet.

Gaya ini dimanfaatkan untuk menggerakkan motor berputar. Secara konstruksi motor listrik terdiri dari magnet dan kumparan. Magnet digunakan untuk menghasilkan medan magnet, sedang kumparan sebagai lintasan kawat yang memotong medan magnet. Konstruksi dalam sebuah motor listrik dapat dilihat pada gambar berikut :

dari gambar di tersebut dapat dilihat, medan magnet akan terbentuk diantara kutub Utara dan Selatan magnet. Saat kumparan yang berada di dalam tengah-tengah medan magnet dialiri listrik dari batrei maka kumparan berarus tersebut akan memotong medan magnet diantara kutub Utara dan kutub Selatan, dari peristiwa tersebut akan timbul Gaya Lorentz yang akan membuat kumparan berputar. Selain jenis kumparan yang berputar, ada pula model magnet yang berputar, jadi medan magnetnya akan berubah-ubah saat berputar.

Berdasarkan jenis arus listrik yang mengaliri motor listrik, ada dua macam motor listrik yaitu:
1. Motor DC
2. Motor AC 1 Phase
3. Motor AC 3 Phase

Read More