Jenis-jenis Motor Listrik

7,374 views

Published on

presentasi ini menjelaskan tentang jenis-jenis motor listrik AC maupun DC

Published in: Education
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
7,374
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
279
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Jenis-jenis Motor Listrik

  1. 1. MAKALAH MOTOR LISTRIK Rabu, 10 Oktober 2013 DISUSUN OLEH : AHMAD KADAFI HUSIN 12312366 SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN ILMU KOMPUTER PERGURUAN TINGGI TEKNOKRAT 2013
  2. 2. 1. Pengertian Motor Listrik 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 dan penyedot debu. Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit. Sebagaimana kita ketahui bahwa : kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap. Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk : memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik digunakan juga di peralatan rumah tangga seperti : mixer, bor listrik, kipas angin dan di industri. 2. Jenis-Jenis Motor Listrik MOTOR LISTRIK AC 1. Motor Listrik Asinkron Motor asinkron adalah motor yang mempunyai kecepatan putar medan magnet dengan kecepatan putar rotor berbeda atau terjadi slip. Motor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC. A. Komponen Motor Listrik Asinkron 1. Rotor Motor induksi memiliki 2 jenis rotor yaitu Rotor kandang tupai dan Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-
  3. 3. batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek. Sedangkan lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya. 2. Stator Stator dibuat dari dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat. B. Jenis Motor Listrik Asinkron :  Motor Listrik 1 Phase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase,memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti fan angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.  Motor Split Phase 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/XL1 dari belitan bantu dapat diatur sedemikian rupa sehingga dihasilkan perbedaan fasa dibawah 900. Dengan menaikkan nilai R maka dihasilkan perbandingan R/XL1 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.
  4. 4. Motor ini terdiri dari kumparan utama dan kumparan bantu yang berbeda sekitar 90 0 listrik dengan tahanan dan reaktansi yang berlainan sehingga arus yang mengalir tidak sefasa. Perbedaan arus kumparan utama dan kumparan bantu akan menyebabkan terjadinya perbedaan fluks medan utama dan fluks medan bantu pada stator, akibatnya akan menghasilkan medan putar yang menimbulkan kopel mula pada motor. Dengan adanya kopel mula ini, maka motor akan berputar. Saklar (S) dilepaskan dengan gaya sentrifugal pada 75 % putaran normal. Kopel start dari motor split fasa 150% dari kopel beban penuh (Ist = 1,5 If).  Shaded Pole Motor Shaded pole adalah salah satu jenis dari motor induksi AC baik daya listrik satu fase maupun tiga fase. Pada dasarnya motor ini adalah motor sangkar bajing yang kumparan bantunya diberi cincin tembaga yang melingkar di setiap kutubnya. Kumparan bantu ini disebut juga dengan kumparan bayangan. Arus terinduksi kedalam kumparan dengan menunda fase medan magnet dari fluks magnetik pada kutub bayangan(shaded pole) sehingga cukup untuk membentuk medan yang berputar untuk memutar rotor. Arah dari medan putar pada motor shaded pole adalah dari kutub utama ke kutub bayangannya. Karena perbedaan sudut fase antara kutub utama dengan kutub bayangannya sangat kecil, menyebabkan motor ini hanya menghasilkan torsi yang kecil. Motor kutub bayangan hanya mempunyai satu buah kumparan, stator dibagi menjadi 2 bagian yaitu kutub utama dengan kutub bayangan. Lalu pada kutub bayangan diberi cincin tembaga yang melingkar yang mengakibatkan keterlambatan medan magnet pada bagian kutub bayangan(shaded pole). Pada kutub bayangan(shaded pole) diberi cincin tembaga yang melingkar sehingga mengakibatkan medan magnet pada daerah shaded pole mengalami perbedaan sudut fase dengan kutub utama(unshaded pole). Kemudian medan putar akan timbul dan mempunyai arah dari kutub utama ke
  5. 5. kutub bayangannya. Motor ini tidak memiliki kapasitor, saklar sentrifugal atau alat bantu starting lainnya.Karena torsi pada saat startnya kecil. Maka motor ini digunakan pada rumah tangga seperti menggerakkan kipas angin, blender, hair dryer dan beban-beban lain yang mudah untuk digerakkan  Motor Listrik 3 Phase Motor listrik 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, pada motor 3 phase perbedaan sudah didapat langsung dari sumber arus 3 phase. Motor induksi 3 phase memiliki dua komponen dasar yaitu stator dan rotor, bagian rotor dipisahkan oleh celah udara yang sempit dengan jarak antara 0,4 mm sampai dengan 4 mm. Apabila sumber tegangan 3 fase dipasang pada kumparan stator, akan timbul medan putar. Medan putar strator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor. Akibatnya batang konduktor dari rotor akan timbul GGL induksi. Karena batang konduktor merupakan rangkaian yang tertutup makan GGL akan menghasilkan arus (I). Adanya arus dalam medan magnet akan menimbulkan gaya (F) pada rotor. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar strator. GGL induksi timbul karena terpotongnya batang konduktor oleh medan putar stator.  Wound Rotor Motor Motor rotor belitan (wound rotor motor) adalah tipe motor induksi yang memiliki rotot terbuat dari lilitan yang sama dengan lilitan statornya.  Squirrel-cage Rotor Motor Motor rotor sangkar tupai (squirrel-cage rotor motor) adalah tipe motor induksi dimana konstruksi rotor tersusun oleh beberapa batangan logam yang dimasukan melewati slot-slot yang ada pada rotor motor induksi, kemudian setiap bagian disatukan oleh cincin sehingga membuat batangna logam terhubung singkar dengan batangan logam lainnya.
  6. 6. 2. Motor Listrik Sinkron Motor sinkron adalah motor AC yang bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik. Pada motor sinkron, suplai listrik bolak-balik (AC ) membangkitkan fluksi medan putar stator (Bs) dan suplai listrik searah (DC) membangkitkan medan rotor (Bs). Rotor berputar karena terjadi interaksi tarik-menarik antara medan putar stator dan medan rotor. Namun dikarenakan tidak adanya torka-start pada rotor, maka motor sinkron membutuhkan prime-mover yang memutar rotor hingga kecepatan sinkron agar terjadi coupling antara medan putar stator (Bs) dan medan rotor (Br) Sebuah motor sinkron dapat dinyalakan oleh sebuah motor dc pada satu sumbu.Ketika motor mencapai kecepatan sinkron, arus AC diberikan kepada belitan stator. Motor dc saat ini berfungsi sebagai generator dc dan memberikan eksitasi medan dc kepada rotor. Beban sekarang boleh diberikan kepada motor sinkron. Motor sinkron seringkali dinyalakan dengan menggunakan belitan sangkar tupai (squirrel-cage) yang dipasang di hadapan kutub rotor. Motor kemudian dinyalakan seperti halnya motor induksi hingga mencapai –95% kecepatan sinkron, saat mana arus searah diberikan, dan motor mencapai sinkronisasi. Torque yang diperlukan untuk menarik motor hingga mencapai sinkronisasi disebut pull-in torque.
  7. 7. Seperti diketahui, rotor motor sinkron terkunci dengan medan putar dan harus terus beroperasi pada kecepatan sinkron untuk semua keadaan beban. Selama kondisi tanpa beban (no-load), garis tengah kutub medan putar dan kutub medan dc berada dalam satu garis (gambar dibawah bagian a). Seiring dengan pembebanan, ada pergeseran kutub rotor ke belakang, relative terhadap kutub stator (gambar bagian b). Tidak ada perubahan kecepatan. Sudut antara kutub rotor dan stator disebut sudut torque MOTOR LISTRIK DC 1. Pengertian Motor Listrik DC 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. Sebuah motor DC terdiri dari komponen statis atau disebut stator dan komponen yang berputar pada sumbunya yang disebut rotor. Berdasarkan tipe mesinnya, baik stator maupun rotor mengandung konduktor untuk mengalirkan arus listrik yang berbentuk lilitan. Biasanya stator dan rotor dibuat dari besi untuk meperkuat medan magnet. Skema dari sebuah motor DC ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Salah satu kesulitan dari motor DC adalah hampir seluruh peralatan elektronik bekerja dengan arus AC. Jika hanya terdapat arus AC sementara kita perlu menjalankan motor DC, kita harus menggunakan converter yang akan merubah arus AC menjadi arus DC.
  8. 8. 2. Prinsip Kerja Motor Listrik DC Prinsip kerja motor DC sangat mirip dengan mesin linier sederhana. Gambar dibawah ini menunjukkan rangkaian motor DC. Sumber tegangan DC VT dihubungkan dengan resistansi RA dan sebuah saklar yang tertutup pada t=0 pada sepasang rel konduksi. Sebuah batang konduksi bergeser pada rel ini. Dengan asumsi rel dan batang tidak memiliki resistansi, terbentuk medan magnet yang mengarah ke dalam bidang gambar, tegak lurus dengan bidang rel dan batang. Misalkan batang tersebut tidak bergerak ketika saklar ditutup pada t=0. Sesaat setelah saklar ditutup, timbul arus iA yang mengalir searah jarum jam mengelilingi rangkaian. Gaya listrik yang dihasilkan pada batang adalah
  9. 9. Arah gaya ini adalah ke kanan. Gaya ini menyebabkan batang bergerak ke kanan. Karena batang meiliki kecepatan u meotong garis-garis medan magnet, terbentuk tegangan induksi di sepanjang batang. Tegangan ini besarnya positif pada ujung atas batang dan dinyatakan dengan persamaan Rangkaian ekivalen untuk sistem ini ditunjukkan pada gambar dibawah ini. Perlu diperhatikan bahwa tegangan induksi eA berlawanan arah dengan tegangan VT. Arus yang dihasilkan akibat pengaruh tegangan induksi ini adalah Dengan terbentuknya kecepatan pada batang, energi diserap melalui tegangan induksi eA, dan energi ini ditunjukkan sebagai energi kinetik pada batang.  Pengoperasian sebagai Motor Misalkan beban mekanik yang melawan gaya ke arah kiri dihubungkan dengan batang tersebut. Batang ini akan melambat perlahan-lahan menghasilkan penurunan tegangan induksi. Arus yang mengalir searah karum jam menghasilkan gaya induksi magnetik yang mengarah ke kanan. Pada saat batang melambat sehingga gaya magnetik yang timbul bernilai sama dengan gaya dari beban, sistem motor tersebut bekerja pada kecepatan yang konstan. Pada keadaan ini, daya yang diberikan oleh tegangan VT sebagian dikonversi menjadi panas pada resistansi RA dan sebagian lagi menjadi daya mekanik.  Pengoperasian sebagai Generator Misalkan batang tersebut bergerak pada kecepatan konstan sehingga eA = VT dan arusnya nol. Kemudian jika sebuah gaya diberikan pada batang agar bergerak semakin cepat, maka kecepatannya akan bertambah dan tegangan induksi eA akan melebihi sumber VT dan arus akan berbalik arah menjadi berlawanan dengan jarum jam. Keadaan ini ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
  10. 10. Karena arus berlawanan arah, maka gaya induksinya juga akan menjadi ikut melawan arah semula yaitu mengarah ke kiri. Tegangan induksi ini akan memberikan daya sebesar ke resistansi dan beterai. Dengan demikian, energi mekanik dikonversi menjadi energi listrik yang menimbulkan rugi-rugi (panas) pada resistansi atau disimpan sebagai energi kimia pada baterai. Pada umumnya rotor silinder yang mengandung banyak konduktor digunakan untuk menghasilkan gaya yang lebih besar dengan desain yang minimal. 3. Jenis-Jenis Motor Listrik DC A. Motor DC Shunt
  11. 11. Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo (A). Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo. Karakter kecepatan motor DC tipe shunt adalah :  Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.  Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah). B. Motor DC Seri Motor DC Tipe Seri Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A). Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo. Karakter kecepatan dari motor DC tipe seri adalah :  Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM  Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali.
  12. 12. C. Motor DC Gabungan/Kombinasi Motor DC Tipe Kompon/Gabungan Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A). Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Karakter dari motor DC tipe kompon/gabungan ini adalah, makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. D. Motor Servo Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan hanya dengan memberikan pengaturan duty cycle sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya. Tipe dari Motor servo menentukan kapasitas motor dalam menahan beban beban. Motor Servosecara garis besar ada 2 jenis, yaitu Motor Servo Standar 180° danMotor Servo Continuous. Motor Servo Standar 180° ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masingmasing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi sudut dari kanan – tengah – kiri adalah 180°. Sedangkan Motor Servo Continuous ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu). Pensinyalan Motor Servo Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWMdengan frekuensi 50Hz. Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5ms, maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0° / netral). Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1.5ms, maka rotor akan berputar ke arah kiri dengan membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan akan bertahan diposisi tersebut. Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan lebih dari 1.5ms, maka rotor akan berputar ke arah kanan dengan membentuk sudut yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan bertahan diposisi tersebut.

×