Dokumen tersebut membahas tentang motor listrik, termasuk jenis-jenisnya seperti motor DC, motor listrik AC, dan motor magnet permanen. Jenis motor DC meliputi motor DC penguat terpisah, shunt, seri, dan kompon. Motor listrik AC membahas konstruksi stator dan rotor.

1. Kegiatan Belajar 4. Motor Listrik
A. Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan
Memahami Cara Mengoperasikan Sistem Aktuator dan Motor
B. Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan
1. Menganalisis berbagai Motor Listrik
2. Menggunakan berbagai Motor DC Magnet Permanen untuk Keperluan Otomasi
Industri.
3. Menggunakan berbagai jenis motor induksi untuk keperluan otomasi industri
C. Pokok-Pokok Materi
1. Jenis Motor Listrik
2. Motor listrik DC
3. Motor Listrik AC
4. Pengaturan Putaran Motor Listrik
5. Metode Starting Motor Induksi Tiga Fasa
D. Uraian Materi
1. Jenis Motor Listrik
Secara klasik, motor listrik dapat dibagi dua macam yaitu 1) motor DC (arus searah)
dan 2) motor AC (arus bolak-balik). Namun demikian, trend sekarang dengan
perkembangan konrol elektronik di mana drivers modern memindahkan commutator
keluar dari cangkang motor. Untuk jenis motor baru ini, rangkaian penggerak (driver)
dirilei untuk membangkitkan arus penggerak sinusoidal AC, atau sejemisalnya. Dua
contoh terbaik adalah: 1) motor DC brushless, dan 2) stepping motor, di mana kedua
motor tersebut merpakan motor polyphase yang memerlukan kontrol elekronik
eksternal.
Perbedaan yang cukup nyata adalah pada jenis: 1) motor serempak (synchronous)
dan 2) motor tak serempak (asynchronous). Pada jenis motor serempak, rotor
berputar serempak (sinkron) dengan oscillating field atau arus (misalnya motor
dengan magnet permanen). Sebagai kontras, sebuah motor tak serempak didesain
untuk slip; contohnya pada motor AC tipe induksi (motor induksi) yang harus slip
untuk menghasilkan torsi. Gambar Berikut ini memperlihatkan jenis-jenis motor listrik
yang paling umum.

2. Gambar 4.1. Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik
2. Motor DC
Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang
tidaklangsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus
dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk
kisaran kecepatan yang luas. Gambar 4.2 memperlihatkan sebuah motor DC yang
memiliki tiga komponen utama:
Gambar 4.2. Motor DC
1) Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub
magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki
kutub medan yangstasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada
ruang diantara kutub medan.Motor DC sederhana memilikidua kutub medan:
kutub utara dan kutub selatan. Garismagnetik energi membesar melintasi
bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan.Untuk motor yang lebih
besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih

3. elektromagnet.Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari
luarsebagai penyedia strukturmedan.
2) Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi
elektromagnet.Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke aspenggerak
untuk menggerakanbeban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo
berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub
utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jikahal ini terjadi, arusnya berbalik
untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.
3) Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC.
Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam
dinamo.Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan
sumber daya.
Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang
tidakmempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan
mengatur:
· Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan
kecepatan.
· Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
a. Motor DC Penguat terpisah
Motor arus searah penguatan terpisah adalah motor arus searah yang sumber
tegangan penguatannya berasal dari luar motor. Di mana kumparan medan
disuplai dari sumber tegangan DC tersendiri. Rangkaian ekivalen motor arus
searah penguatan bebas dapat dilihat pada gambar di bawah ini:
Gambar 4.3. Rangkaian Ekivalen Motor Arus Searah Penguat Terpisah
Berikut ini persamaan umum motor arus searah penguat terpisah:
Vt= Ea + Ia Ra
Vf = If + Rf

4. Dimana:
Vt : Tegangan Terminal Jangkar (V)
Ia : Arus Jangkar (A)
Ra : Tahanan Jangkar (Ohm)
If : Arus Medan (A)
Vf : Tegangan Terminal Medan (V)
Rf : Tahanan Medan (Ohm)
Ea : Gaya gerak Listrik (V)
b. Motor DC Penguat Shunt
Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel
dengan gulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4.4 Oleh karena
itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo.
Gambar 4.4. Karakteristik Motor DC Shunt
Berikut tentang kecepatan motor shunt (E.T.E., 1997):
1) Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga
torque tertentusetelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar 4) dan oleh
karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang
rendah, eperti peralatan mesin.
2) Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam
susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang
tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).

5. c. Motor Dc seri
Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri
dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5. Oleh karena itu,
arus medan sama dengan arus dinamo. Berikut tentang kecepatan motor seri
(Rodwell International Corporation, 1997;L.M. Photonics Ltd, 2002):
1) Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM
2) Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor
akanmempercepat tanpa terkendali.
Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan
awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 4.5):
Gambar 4.5. Karakteristik Motor DC Seri
d. Motor DC Kompon
Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor
kompon,gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri
dengan gulungan dynamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6.
Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan
kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase
gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque
penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan 40-
50% menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek,
sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok (myElectrical, 2005).

6. Gambar 4.6. Karakteristik Motor DC Kompon
3. Motor DC Magnet Permanent
Salah satu jenis aktuator yang dapat digunakan sebagai penggerak sistem mekanik
robot adalah motor DC magnet permanent (selanjutnya disingkat dengan DCMP).
Motor DCMP adalah komponen elektro-magnet yang dapat memiliki energi gerak
apabila bagian kumparan listriknya diberi tegangan listrik. Gambar 4.7 adalah gambar
struktur motor DCMP.
Gambar 4.7. Struktur Motor DCMP
Dengan melihat gambar 4.7 di atas, dapat kita ketahui bahwa motor DCMP memiliki
bagian-bagian sebagai berikut:

7. 1) sebuah rotor yang berupa kumparan listrik yang digulung dalam suatu inti besi
yang dirangkai dengan As motor. Kemudian pada bagian ujung kumparan
terdapat sepasang sikat (brush) yang berfungsi mengalirkan tegangan listrik DC
(+ dan -) dari sumber tegangan menuju kumparan listrik untuk menghasilkan
medan elektromagnet pada kumparan listrik.
2) dua buah stator yang berupa magnet permanen dengan kutub yang berbeda,
yaitu satu magnet berkutub selatan (S) dan satu magnet berkutub utara (N).
a. Prinsip Kerja Motor DCMP
Prinsip kerja motor DCMP adalah ketika kutub/sikat rotor diberi tegangan listrik
DC, maka akan dihasilkan medan elektromagnet (yaitu sifat magnet yang timbul
karena adanya arus listrik yang mengalir pada suatu kumparan listrik) pada
kumparan listrik dan ujung inti besi rotor.Untuk tiap-tiap ujung inti besi akan
menjadi kutub magnet yang berlainan, yaitu ada ujung inti besi yang menjadi
magnet berkutub selatan (S) dan ada ujung inti besi yang menjadi magnet
berkutub utara (N).Seketika dengan bangkitnya medan elektromagnet pada
kumparan rotor, maka rotor akan berputar.Perputaran rotor ini disebabkan oleh
adanya gaya tolak-menolak antara kutub-kutub magnet pada ujung inti besi rotor
dengan kutub magnet permanen pada bagian stator yang senama. Ini merupakan
sifat-sifatmagnet.
b. Cara Aktivasi Motor DCMP
Motor DCMP memiliki 2 buah kutub, yaitu kutub positif (+) dan kutub negatif (-).
Untuk mengaktifkan putaran motor DCMP dengan arah putaran as searah jarum
jam (clockwise, CW) dapat dilakukan dengan memberi catu tegangan positif (+)
pada kutub posistif (+) dan catu tegangan negatif (-) pada kutub negatif (-) motor
DCMP. Sebaliknya apabila diinginkan putaran as motor DCMP berputar
berlawanan arah jarum jam (counter-clockwise, CCW), maka hal tersebut dapat
dilakukan dengan memberi catu tegangan negatif (-) pada kutub posistif (+) dan
catu tegangan positif (+) pada kutub negatif (-) motor DCMP. Untuk lebih
jelasnya, mari kita simak tabel 1 berikut ini.

8. Tabel 4.1. Cara aktivasi putaran as motor DCMP
c. Pengoperasian Motor DC Magnet Permanen
pengendalian putaran motor DC-MP adalah menyambung dan memutuskan
tegangan catu pada kutub-kutub motor. Secara sederhana dapat dipahami
dengan memperhatian gambar 8 di bawah ini. Pada gambar 8, untuk menjadikan
motor DC-MP berputar adalah dengan menekan saklar S1 dan sebaliknya untuk
membuat motor tidak berputar (off) adalah dengan melepaskan tekanan pada
saklar S1. Mekanisme seperti pada gambar 8 tersebut, hanya mengizinkan motor
DC-MP berputar ke satu arah putar, yaitu berputar searah putar jarum jam (CW)
saja, atau berputar berlawanan arah putar jarum jam (CCW). Untuk mengganti
arah putar, dapat dilakukan dengan memindah hubungan kutub-kutub motor
secara berkebalikan.
Gambar 4.8. Pengoperasian Motor DCMP
Pada sistem otomatis, proses menyambung dan memutus tegangan catu pada kutub-
kutub motor DC-MP tidaklah dilakukan dengan bantuan manusia, namun
menggunakan mekanisme elektronik yang memungkinkan pengendalian putaran
motor DC-MP dengan menggunakan peranti kendali otomatis, seperti IC logika atau
IC mikrokontroler.

9. 4. Motor Listrik AC
Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energy
listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik biasanya digunakan untuk,
konveyor, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor,
mengangkat bahan, dan lain-lain. Selain di industri dan motor juga digunakan
padaperalatan listrik rumah tangga (seperti: mixer, bor listrik, kipas angin). Motor
listrikkadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab diperkirakan bahwa motor-
motormenggunakan atau menyerap sekitar 70% beban listrik total di industri. motor
listrik dibagi menjadi dua jenis yaitu: motor listrik satu fasa dan motor listrik tiga fasa.
kedua motor listrik tersebut memiliki kesamaan prinsip kerja, akan tetapi memilki
sedikit perbedaan konstruksi. Konstruksimotor listrik satu fasa umumnya memiliki
ukuran yang kecil dan motor listrik tiga fasa umunya memiliki ukuran yang lebih
besar.Motor induksi pada dasarnya mempunyai 3 bagian penting seperti
yangdiperlihatkan pada gambar 4.9.
1) Stator : Merupakan bagian yang diam dan mempunyai kumparan yang dapat
menginduksikan medan elektromagnetik kepada kumparan rotornya.
2) Celah : Merupakan celah udara: Tempat berpindahnya energi dari startor ke
rotor.
3) Rotor : Merupakan bagian yang bergerak akibat adanya induksi magnet dari
kumparan stator yang diinduksikan kepada kumparan rotor.
Gambar4.9. Kontruksi Motor Listrik
Konstruksi stator motor induksi pada dasarnya terdiri dari bagian-bagian sebagai
berikut:

10. a) Rumah stator (rangka stator) dari besi tuang.
b) Inti stator dari besi lunak atau baja silikon.
c) Alur, bahannya sama dengan inti, dimana alur ini merupakan tempat meletakkan
belitan (kumparan stator).
d) Belitan (kumparan) stator dari tembaga.
Rangka stator motor induksi ini didisain dengan baik dengan empat tujuan yaitu:
· Menutupi inti dan kumparannya.
· Melindungi bagian-bagian mesin yang bergerak dari kontak langsung dengan
manusia dan dari goresan yang disebabkan oleh gangguan objek atau
gangguan udara terbuka (cuaca luar).
· Menyalurkan torsi ke bagian peralatan pendukung mesin dan oleh karena itu
stator didisain untuk tahan terhadap gaya putar dan goncangan.
· Berguna sebagai sarana rumahan ventilasi udara sehingga pendinginan lebih
efektif.
Berdasarkan bentuk konstruksi rotornya, maka motor induksi dapat dibagi menjadi
dua jenis seperti yang diperlihatkan pada gambar 4.10, yaitu.
1) Motor induksi dengan rotor sangkar (squirrel cage).
2) Motor induksi dengan rotor belitan (wound rotor)
Konstruksi rotor motor induksi terdiri dari bahagian-bahagian sebagai berikut.
1) Inti rotor, bahannya dari besi lunak atau baja silikon sama dengan inti stator.
2) Alur, bahannya dari besi lunak atau baja silikon sama dengan inti. Alur
merupakan tempat meletakkan belitan (kumparan) rotor.
3) Belitan rotor, bahannya dari tembaga.
4) Poros atau as.
Gambar 4.10. Gambaran sederhana bentuk alur / slot pada motor induksi

11. Motor induksi bekerja berdasarkan induksi elektromagnetik dari kumparan stator
kepada kumparan rotornya. Bila kumparan stator motor induksi 3-fasa yang
dihubungkan dengan suatu sumber tegangan 3-fasa, maka kumparan stator akan
menghasilkan medan magnet yang berputar. Garis-garis gaya fluks yang diinduksikan
dari kumparan stator akan memotong kumparan rotornya sehingga timbul emf (ggl)
atau tegangan induksi. Karena penghantar (kumparan) rotor merupakan rangkaian
yang tertutup, maka akan mengalir arus pada kumparan rotor. Penghantar
(kumparan) rotor yang dialiri arus ini berada dalam garis gaya fluks yang berasal dari
kumparan stator sehingga kumparan rotor akan mengalami gaya Lorentz yang
menimbulkan torsi yang cenderung menggerakkan rotor sesuai dengan arah
pergerakan medan induksi stator.
Medan putar pada stator tersebut akan memotong konduktor-konduktor pada rotor,
sehingga terinduksi arus; dan sesuai dengan Hukum Lentz, rotor pun akan turut
berputar mengikuti medan putar stator. Perbedaan putaran relatif antara stator
danrotor disebut slip. Bertambahnya beban, akan memperbesar kopel motor yang
oleh karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara
medan putar stator dan putaran rotor pun akan bertambah besar. Jadi. Bila beban
motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun.
Pada rangka stator terdapat kumparan stator yang ditempatkan pada slot- slotnya
yang dililitkan pada sejumlah kutup tertentu. Jumlah kutup ini menentukan kecepatan
berputarnya medan stator yang terjadi yang diinduksikan ke rotornya. Makin besar
jumlah kutup akan mengakibatkan makin kecilnya kecepatan putar medan stator dan
sebaliknya. Kecepatan berputarnya medan putar ini disebut kecepatan sinkron.
Besarnya kecepatan sinkron ini adalah sebagai berikut.
wsink = 2pf(listrik,rad/dt)
= 2pf / P (mekanik, rad/dt)
atau:
Ns = 60. f / P(putaran/menit,rpm)
yang mana :
f = frekuensi sumber AC (Hz)
P = jumlah pasang kutup
Ns dan wsink= kecepatan putaran sinkron medan magnet stator

12. Prinsip kerja motor induksi berdasarkan macam fase sumber tegangannya dapat
dijelaskan lebih lanjut sebagai berikut dibawah ini.
1) Sumber 3-fase
Sumber 3-fase ini biasanya digunakan oleh motor induksi 3-fase. Motor induksi
3-fase ini mempunyai kumparan 3-fase yang terpisah antar satu sama lainya
sejarak 1200 listrik yang dialiri oleh arus listrik 3-fase yang berbeda fase 1200
listrik antar fasenya, sehingga keadaan ini akan menghasilkan resultan fluks
magnet yang berputar seperti halnya kutup magnet aktual yang berputar secara
mekanik. Bentuk gambaran sederhana hubungan kumparan motor induksi 3-fase
dengan dua kutup stator diperlihatkan pada gambar 4.11. Bentuk gambaran fluk
yang terjadi pada motor induksi 3-fasa diperllihatkan pada gambar 4.12 (fluks
yang terjadi pada kumparan 3-fase diasumsikan sinusoidal seperti yang
diperlihatkan pada gambar 4.12a dengan arah fluks positif seperti gambar 4.12b).
Gambar 4.11. Bentuk hubungan sederhana kumparan motor induksi 3-fase
dengan dua kutup stator

13. Gambar 4.12. Fluks yang terjadi pada motor induksi 3-fase
2) Sumber 2-fase atau 1-fase
Pada dasarnya, prinsip kerja motor induksi 1-fasa sama dengan motor induksi 2-
fasa yang tidak simetris karena pada kumparan statornya dibuat dua kumparan
(yaitu kumparan bantu dan kumparan utama) yang mempunyai perbedaan
secara listrik dimana antara masing-masing kumparannya tidak mempunyai nilai
impedansi yang sama dan umumnya motor bekerja dengan satu kumparan stator
(kumparan utama). Khusus untuk motor kapasitor-start kapasitor-run, maka
motor ini dapat dikatakan bekerja seperti halnya motor induksi 2-fasa yang
simetris karena motor inibekerja dengan kedua kumparannya (kumparan bantu
dan kumparan utama) mulai dari start sampai saat running (jalan).
Motor induksi 1-fase yang bekerja dengan satu kumparan stator pada saat
running (jalan) dapat dikatakan bekerja bukan berdasarkan medan putar, tetapi
bekerja berdasarkan gabungan medan maju dan medan mundur. Bila salah satu
medan tersebut dibuat lebih besar maka rotornya akan berputar mengikuti
perputaran medan ini. Bentuk gambaran proses terjadinya medan maju dan
medan mundur ini dapat dijelaskan dengan menggunakan teori perputaran
medan ganda seperti yang diperlihatkan pada gambar 4.13.

14. Gambar 4.13. Teori perputaran medan ganda pada motor induksi 1-fase
Gambar 4.13 memperlihatkan bahwa fluks sinusoidal bolak balik dapat ditampilkan
sebagai dua fluks yang berputar, dimana masing-masing fluks bernilai setengah dari
nilai fluks bolak-baliknya yang berputar dengan kecepatan sinkron dengan arah yang
saling berlawanan. Gambar 5a memperlihatkan bahwa fluks total yang dihasilkan
sebesarFmadalah akibat pengaruh dari masing-masing komponen fluks A dan B yang
mempunyai nilai sama sebesarFm / 2 yang berputar dengan arah yang berlawanan.
Setelah fluks A dan B berputar sebesar +qdan -q(pada gambar 5b) resultan fluks
yang terjadi menjadi 2 x (Fm/2) sin (2q/2) = Fm sin q. Selanjutnya setelah seperempat
lingkaran resultan fluks yang terjadi (gambar 5c) menjadi nol karena masing-masing
fluks A dan B mempunyai harga yang saling menghilangkan. Setelah setengah
lingkaran (gambar 3.6d) resultan fluks A dan B akan menghasilkan –2 x (Fm/2) = -
Fm (arah berlawanan dengan gambar 5a). Selanjutnya setelah tigaperempat lingkaran
(gambar 5e) resultan fluks A dan B yang terjadi kembali nol karena masing-masing
fluks yang saling menghilangkan. Proses pada gambar 5 ini akan terus berlangsung
sehingga terlihat bahwa medan fluks yang terjadi adalah medan maju dan medan
mundur karena pengaruh fluks magnet bolak balik yang dihasilkan oleh sumber arus
bolak balik.

15. 5. Karakteristik Operasi Motor Listrik AC
b. Squirrel-Cage Motor
Karakteristik operasi motor induksi tiga fasa rotor sangkar, ditentukan oleh
tahanan rotor, celah udara antara stator dan rotor, bentuk alur (slot) dan gigi-gigi
(teeth) dari stator dan rotor. Faktor-faktor tersebut akan mempengaruhi arus
awal, torsi awal, torsi maksimum, prosentase regulasi dan efisiensi.
Dengan menaikkan tahanan rotor akan diperoleh:
· Torsi awal akan naik sampai mencapai torsi maksimum
· Arus awal akan turun
· Efisiensi beban akan turun
· Prosentase regulasi naik
Pabrik telah membuat berbagai tipe konstruksi motor untuk berbagai keperluan,
diantaranya:
1) Kelas A, adalah motor yang digunakan secara umum (general purpose
motor)
mempunyai arus awal yang rendah, memilikitorsi awal sebesar 1,25% -
1,75%torsi rata-rata, arus awal 5 - 7 kali arus nominal. Motor-motor jenis
banyakdigunakan pada mesin tools, blower, pumpa dan sejenisnya.
2) Kelas B juga dibuat sebagai general purpose yang dapat langsung
tersambung ke jala-jala, tanpa alat bantu starting. Motor ini mempunyai
tahananreaktansi lebih tinggi, sehingga arus awalnya hanya 4,5 – 5 kali arus
nominal.Faktor daya lebih kecil dari mator Kelas A.
3) Kelas C, motor yang dibuat dengan double cage, dapat di start langsung
dengan tegangan penuh. Arus awal 4,5 - 5 kali arus nominal dan torsi
awalnya
lebih dari dua kali torsi output. Motor ini banyak digunakan untuk tekan,
pompa
refrigerator, crusher, conveyor, boring mills, mesin-mesin tekstil, dan
sejenisnya.
4) Kelas D, mempunyai tahanan reaktansi yang cukup tinggi, digunakan pada
peralatan yang memerlukan torsi awal (starting torque) yang berat/tinggi.
Efisiensi lebih rendah dari ketiga Kelas motor di atas. Motor ini dapat di
sambunglangsung ke jala-jala dengan arus awal 4-5 kali arus nominal. Torsi

16. awal 2-3 kalitorsi beban penuh. Karena efisiensinya yang rendah pemakaian
motor inisifatnya khusus misalnya untuk mesin bulldozer, mesin potong,
hoist, punch, press, dan sejenisnya.
c. Motor Dengan Rotor Belit(Wound Rotor)
Motor induksi dengan rotor belit digunakan bila diinginkan torsi awal starting
beban secara halus atau diperlukan yang tinggi, dengan arus awal yang rendah.
Perbedaan dengan rotor gulung adalah perbedaan cara memperoleh tegangan
induksi. Pada rotor sangkar tahanan rotor tetap, sehingga diperoleh kerakteristik
full load operating speed, torque maksimum dan accelarasi putaran juga tetap.
Pada rotor belit, kumparan rotor terdiri daritiga kumparan seperti halnya pada
kumparan stator, ujung- ujung dihubungkan ke slip-ring, dimanapada slip ini
dipasangkan tahanan kontroler. Dengan merubah nilaitahanan rotor akan
diperoleh atau kata perubahan torsi awal dan perubahanputaran,atau kata lain
putaran dan torsi dapat diatur secara halus (perubahanputaran dapat mencapai
50%- 75%).Makin tinggi tahanan rotor makin rendah putarannya. Motor induksi
dengan rotorbelit banyak digunakan pada elevator, crane, Kompresor, hoist,
large ventilating fan, dan sejenisnya.
6. Pengaturan Putaran Motor Listrik AC
a. Wound Rotor Method
Cara ini adalah cara yang biasa. Fakta yang terjadi bahwa prosentase efisiensi
dari motor dengan rotor belit lebih kecil dari (1 - S)x 100. Jadi misalkan suatu
tahanan dimasukan pada rangkaian rotor, sehinga slipnya 0,4, maka efisiensinya
akan kurang dari 60%Atau kata lain penambahan tahanan ke rangkaian rotor
untuk mengurangi kecepatan selalu berakibat kehilangan daya pada tahanan
luar.
b. Susunan Kutub Berlanjutan (Conseqent-Pole)
Melalui gambar 4.14 di bawah ini dapat kita amati contoh sket susunan
perubahan
jumlah kutub :

17. Gambar 4.14. Sket Susunan Perubahan Jumlah Katub
c. Merubah Frekuensi Sumber Listrik
Cara ini digunakan bila tiap alternator mencatu satu atau lebih motor yang
digunakan secara khusus. Putaran motor dapat di kontrol dengan merubah
frekuensi alternatornya. Mengingat sifatnya yang khusus ini maka pemakaiannya
sangat terbatas, misalnya pada kelistrikan kereta api, atau pada kapal-kapal laut.
Pada dekade sekarang, pengaturan putaran motor induksi sudah banyak dipakai
di industri-industri, prinsip dari operasi ini adalah dengan merubah tegangan
sumber dan frekuensinya.
7. Metode Starting Motor Induksi Tiga Fasa
Motor induksi (Asynchronous motor) secara luas banyak digunakan di fasilitas
industri dan bangunan besar. Rancangan dan perawatannya sederhana, dapat
disesuaikan pada berbagai aplikasi di lapangan dan pengoperasiannya ekonomis.
Ini sangat menguntungkan sebagai solusi pengendali motor induksi pada sisi harga
dan kualitas. Karakteristik motor induksi tiga-fasa adalah arus bebannya tinggi pada
sumber tegangan dengan direct-on-line starting. Menghasilkan arus start dan
lonjakan yang tinggi jika diaplikasikan pada tegangan penuh, akan mengakibatkan
penurunan
tegangan sumber dan pengaruh transien torsi pada sistem mekanik. Ada 4 metode
starting motor induksi tiga fasa seperti yang ditunjukan oleh gambar 4.15, yaitu DOL
Motor Starting, Star-Delta Motor starting, Soft Starter dan Variable Frequency Driver.

18. Gambar 4.15. Metoda Starting Motor Induksi
jika motor induksi tiga-fasa dihubungkan ke sumber tegangan, data pada pelat
nama motor harus disesuaikan dengan sumber tegangan dan frekuensinya.
Hubungan diimplementasikan melalui enam terminal (versi standar) pada kotak
terminal motor dan perbedaannya antara dua jenis rangkaian, hubungan bintang dan
hubungan segitiga. Secara umum, keadaan motor tiga-fasa ditentukan pada standar
(DIN/VDE 0530, IEC/EN 60034). Bagaimanapun juga rancangan pabrikan sangat
dominan. Contoh, yang ada di pasaran untuk daya output motor yang kecil (<4 kW)
secara khusus digunakan pada pompa dan kipas, kadang-kadang kita temukan
motor tanpa kotak terminal. Disini kumparan dihubungkan dibagian dalam motor dan
hanya tiga kabel yang dapat dihubungkan untuk tegangan tertentu.
Sistem pengoprasian motor dilakukan pada saat start, running dan Stop.
Keberhasilan suatu pengoperasian sebuah motor listrik bukan saja ditentukan
pada “ Running Performance “ motor , tetapi juga juga ditentukan oleh “ Starting
Performance “. Pemilihan metoda starting banyak dipengaruhi oleh beberapa faktor
seperti kapasitas daya motor / keperluan arus starting , torsi starting , kecepatan ,
jenis
atau tipe motor dan macam-macam beban yang digerakkan oleh motor tersebut.
Starting Motor induksi rotor sangkar dapat dilakukan dengan beberapa metode,
antara lain :

19. a. Direct on line ( DOL )
Starting dengan metoda ini menggunakan tegangan jala-jala / line penuh yang
dihubungkan langsung ke terminal motor melalui rangkaia pengendali mekanik
atau dengan relay kontaktor magnit. Karakteristik umum yang harus diperhatikan
dalam menggunakan metode ini adalah:
1) Arus starting : 4 sampai 8 kali arus nominal
2) Torsi starting : 0,5 sampai 1,5 kali torsi nominal
3) Waktu total yang diperlukan untuk DOL Starting direkomendasikan tidak lebih
dari 10 detik
Harga torsi dan arus pada saat starting dapat ditentukan dari persamaan berikut :
Daya = Torsi x kecepatan sudut
= T x ω............watt
Jika
ω = 2 p.Ns, maka daya masukan motor (Pi)
Pi = 2 p.Ns.T atau = K.T
Torsi Starting (TST) =
.
Keterangan:
K = Konstanta
w = Kecepatan sudut
S = Slip motor
T = Torsi motor
P = Daya motor
Sedangkan perbandingan torsi starting dengan torsi beban penuh adalah:
= .

20. Berikut ini Wiring diagram Starting Motor DOL:
Gambar 4.16. Wiring diagram DOL Starting Motor Induksi
b. Star Delta
Star awal dilakukan dalam hubngan bintang dan kemudian motor beroperasi
normal dalam hungan delta. Pengendalian bintang ke delta dapat dilakukan
dengan sakelar mekanik Y /Δ atau dengan relay / kontaktor magnit.Metoda
starting Y - D banyak digunakan untuk menjalankan motor induksi rotor
sangkar yang mempunyai daya di atas 5 Kw (atau sekitar 7 HP). Untuk
menjalankanmotor dapat dipilih starter yang umum dipakai antara lain : saklar
rotari Y - D, saklarkhusus Y - D atau dapat juga menggunakan beberapa
kontaktor magnit besertakelengkapannya yang dirancang khusus untul rangkaian

21. starter Y - D.Perlu diingat jika pada name plat motor tertulis 220/380 V,
sedangkan tegangan jalajala yang tersedia sumber 3 fasa 380 V, maka motor
tersebut hanya bolehdihubungkan bintang (Y) artinya motor berjalan normal pada
hubungan bintang padategangan 380 V. Motor tersebut dapat dilakukan starting
Y - D. Apabila dihubungkanpada tegangan jala 3 fasa 220 V. perbandingan arus
start bintang – segitiga adalah bahwa besar arus pada hubungan bintang
adalah 1/3 kali arus jika motor dihubungkan segitiga.Karakteristik umum yang
harus diperhatikan dalam menggunakan metode ini adalah:
1) Arus start 1,8 sampai 2,6 kali arus nominal
2) Torsi start 0,5 kali torsi nominal
3) Kriteria pemakaian :
ü 6 terminal motor
ü Torsi puncak pada perubahan star ke delta
berikut ini wiring diagram starting motor hubungan star-delta:
Gambar 4.17. Wiring diagram Starting Star-Delta Motor Induksi

22. c. Starting Dengan Menggunakan Tahanan Primer (Primary Resistance)
Starting dengan metoda ini adalah dengan menngunakan tahanan primer
untuk menurunkan tegangan yang masuk ke motor.Starting dengan
menggunakan tahanan primer adalah suatu cara menurunkan
tegangan yang masuk ke motor melalui tahanan yang disebut tahanan primer
karenatahanan ini terhubung pada sisi stator. Hal ini menggunakan prinsip
tegangan jatuh.Dari gambar terlihat kalau tap berubah menjadi X volt sehingga
berlaku persamaan :
I start =X I SC dan T start =X 2 TSC
= .
= .
= . .
Perbandingan torsi dengan torsi beban penuh:
= . .
Penggunaan metoda starting ini banyak digunakan untuk motor-motor kecil.
Berikut iini wiring diagram metode starting dengan tahannan primer.

23. Gambar 4.18. Wiring diagram Starting Motor dengan Tahanan Primer
d. Auto Transformer
Starting dengan metoda ini adalah dengan menghubungkan motor pada
taptegangan sekunder auto transformer terendah dan bertahap dinaikkan
hingga mencapai kecepatan nominal motor dan motor terhubung langsung
pada tegangan penuh / tegangan nominal motor.Setelah beberapa saat motor
dipercepat, transformator diputuskan dari rangkaian dan motor terhubung
langsungpada tegangan penuh.Transformator dibuat dari sejumlah tahapan
tegangan sekunder yang biasanya 83%, 67 % dan 50 % dari tegangan primer.
Jika perbandingan taapan tegangan = k, maka pasa tap 67 % k = 0,67. Ini berarti
bahwa tegangan pada motor akan sama dengan kali tegangan jaring atau sama
dengan k. V voltArus yang diambil motor akan menjadi k kali bila motor tersebut
distarting langsungke jala-jala (DOL starting) yang sama dengan k.I
Dengan mengabaikan arus magnetisasi transformator, arus primer yang diambil

24. sama dengan k kali arus sekunder yang sama dengan k2 I. Jadi k2 adalah
penurunanarus aktual motor jika distarting dengan auto transformer
starting.Keuntungan dari metoda starting ini adalah tegangan motor pada saat
distart pada
kondisi torsi yang telah besar daripada metoda starting dengan tahanan primer
(primary resistance starting), pada penurunan tegangan yang sama dan arus
jaringan yang sama. Berikut ini gambar wiring diagramnya.
Gambar 4.19. Wiring diagram Starting Motor dengan Auto Transformer
e. Motor Slip Ring / Rotor lilit
Untuk motor rotor lilit ( Slip Ring ) starting motor dilakukan dengan metoda
pengaturan rintangan rotor ( Scondary Resistor ) . Motor beroperasi normal
pada rotor dalam hubungan bintang.Metoda lain untuk menurunkan arus starting

25. (I2) adalah dengan menggunakantahanan (R) yang dihubungkan pada rangkaian
rotor. Starting ini hanya dapatdipakai untuk motor induksi motor rotor lilit (motor
slip ring), sedangkan untuk motorinduksi rotor sangkar hal ini tidak bisa
dilakukan. Berikut ini gambar wiring diagramnya.
Gambar 4.20. Wiring diagram Starting Motor Slip Ring
Motor induksi rotor lilit juga disebut motor induksi cincin geser (slipring), rotornya
mempunyai lilitan yang dihubungkan ke tahanan luar. Pada waktu starting, motor
dihubungkan dengan tahanan (Rheostat) dengan harga R yang maksimum.
Setelahmotor running, maka rheostat dihubung singkat.
Pada saat motor diam slip = 1
Jadi f2 = f1

26. Arus Motor I2 = =
Pada saat rotor bergerak harga slip mulai berkurang dari slip = 1 sampai pada
suatuharga slip beban penuh.
Perubahan slip: = 100 %.
E. Rangkuman
Motor Listrik pada dasarnya mempunyai 3 bagian penting seperti yaitu; Stator:
Merupakan bagian yang diam dan mempunyai kumparan yang dapat
menginduksikan medan elektromagnetik kepada kumparan rotornya. Celah:
Merupakan celah udara: Tempat berpindahnya energi dari startor ke
rotor. Rotor: Merupakan bagian yang bergerak akibat adanya induksi magnet dari
kumparan stator yang diinduksikan kepada kumparan rotor
Motor induksi bekerja berdasarkan induksi elektromagnetik dari kumparan stator
kepada kumparan rotornya. Bila kumparan stator motor induksi 3-fasa yang
dihubungkan dengan suatu sumber tegangan 3-fasa, maka kumparan stator akan
menghasilkan medan magnet yang berputar. Garis-garis gaya fluks yang diinduksikan
dari kumparan stator akan memotong kumparan rotornya sehingga timbul emf (ggl)
atau tegangan induksi. Karena penghantar (kumparan) rotor merupakan rangkaian
yang tertutup, maka akan mengalir arus pada kumparan rotor.
Karakteristik Operasi Motor Listrik terdiri dari 2 jenis, yaitu :Squirrel-Cage Motor dan
Motor Dengan Rotor Belit(Wound Rotor). Dalam pengaturan putaran motor listrik ada
3 cara yang bias dilakukan Wound Rotor Method, Susunan Kutub Berlanjutan
(Conseqent-Pole), Merubah Frekuensi Sumber Listrik.
motor DC magnet permanent (DCMP) adalah komponen elektro-magnet yang dapat
memiliki energi gerak apabila bagian kumparan listriknya diberi tegangan listrik.
Prinsip kerja motor DCMP adalah ketika kutub/sikat rotor diberi tegangan listrik DC,
maka akan dihasilkan medan elektromagnet (yaitu sifat magnet yang timbul karena
adanya arus listrik yang mengalir pada suatu kumparan listrik) pada kumparan listrik
dan ujung inti besi rotor.Untuk tiap-tiap ujung inti besi akan menjadi kutub magnet

27. yang berlainan, yaitu ada unjung inti besi yang menjadi magnet berkutub selatan (S)
dan ada ujung inti besi yang menjadi magnet berkutub utara (N).Seketika dengan
bangkitnya medan elektromagnet pada kumparan rotor, maka rotor akan berputar.
Ada 4 metode starting motor induksi tiga fasa seperti yang ditunjukan oleh gambar 9,
yaitu DOL Motor Starting, Star-Delta Motor starting, Soft Starter dan Variable
Frequency Driver.
F. Tugas
1. Carilah berapa besarnya putaran medan magnet yang mengelilingi rotor dari suatu
motor induksi yang mempunyai jumlah kutub magnet 8, sedangkan frekuensi arus
masuknya sebesar (a) 60 cps, (b). 50 cps dan (c). 25 cps.
2. Suatu motor induksi tiga fasa 60 cps, dengan jumlah kutub 6 buah, 220 V.
Kumparan
stator dihubungkan secara segitiga dan kumparan rotor secara bintang. Bila jumlah
belitan kumparan rotor setengah jumlah kumparan stator, putaran rotor sebesar
1110 rpm, hitunglah :
a. Besarnya slip (S)
b. Tegangan induksi saat rotor masih diam (block rotor voltage = EBR)
c. Tegangan induksi pada rotor (ER) per fasa
d. Tegangan rotor diantara terminal-terminalnya
e. Frekuensi arus rotor
3. Gambarkan dan jelaskan prinsip kerja dari kendali motor 3 fase untuk putar kanan
dan kiri?
4. Jika motor listrik 3 fasa arus startingnya 7 kali arus beban penuh dan slip motor
pada
beban penuh 4 % distarting pada tegangan normal dengan DOL starter. Tentukan
harga Torsi Starting ?
5. Motor induksi 4 kutub dipasang pada jala-jala dengan frekuensi f = 50 Hz, putaran
motor = 1455 rpm. Hitung beban slip dan fz ?

28. G. Tes Formatif
1. Suatu Motor Listrik memiliki karakteristik gulungan medan yang disambungkan secara
paralel dengan gulungan dinamo, motor listrik tersebut merupakan jenis:
a. Motor Sinkron
b. Motor DC Penguatan Terpisah
c. Motor DC Shunt
d. Motor DC Seri
e. Motor DC Kompon
2. Perhatikan gambar motor DC dibawah ini:
Bagian yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik agar dapat terjadi proses
elektromagnetik, ditunjukan oleh nomor:
a. 2
b. 3
c. 4
d. 5
e. 6

29. 3. Perhatikan gambar berikut ini:
Bagian brush pada gambar diatas berfungsi untuk:
a. Mengalirkan tegangan listrik DC (+ dan -) dari sumber tegangan menuju kumparan
listrik.
b. Merubah ujung inti besi yang menjadi magnet berkutub selatan (S) dan ada ujung inti
besi yang menjadi magnet berkutub utara (N).
c. Merubah arah putaran as Motor DCsearah jarum jam.
d. Merubah arah putaran as Motor DCberlawanan arah jarum jam.
e. Menyambung dan memutuskan tegangan catu pada kutub-kutub motor.
4. Berikut ini yang bukan merupakan bagian dari stator adalah:
a. Rangka (rumah) Stator
b. Inti Stator
c. Alur
d. Belitan
e. Sikat Stator
5. Berapakah jumlah pasang katub dari motor, jika diketahui kecepatan putaran motor 1000
RPM dan frekuensi sumber arus AC sebesar 50 Hz.
a. 1
b. 2

30. c. 3
d. 4
e. 5
6. mempunyai tahanan reaktansi yang cukup tinggi, digunakan pada
peralatan yang memerlukan torsi awal (starting torque) yang berat/tinggi.
Efisiensi lebih rendah dari ketiga Kelas motor di atas. Motor ini dapat di sambunglangsung
ke jala-jala dengan arus awal 4-5 kali arus nominal. Torsi awal 2-3 kalitorsi beban penuh.
Ciri tersebut merupakan tipe montruksi motor dan termasuk kedalam kategori:
a. Kelas A
b. Kelas B
c. Kelas C
d. Kelas D
e. Kelas E
7. Jika motor listrik 3 fasa arus startingnya 7 kali arus beban penuh dan slip motor padabeban
penuh 4 % distarting pada tegangan normal dengan DOL starter. Tentukanharga Torsi
Starting ?
a. 1,74 beban penuh
b. 1,94 beban penuh
c. 2,00 beban penuh
d. 2,04 beban penuh
e. 2,32 beban penuh
8. Motor induksi 4 kutub dipasang pada jala-jala dengan frekuensi f = 50 Hz, putaranmotor =
455 rpm. Berapakah nilai beban slip?
a. 0,01
b. 0,02
c. 0,03
d. 0,04
e. 0,05
9. Motor induksi 4 kutub dipasang pada jala-jala dengan frekuensi f = 50 Hz, beban slip 0,05.
Hitunglah nilai fz ?
a. 0,25 Hz

31. b. 0,75 Hz
c. 1 Hz
d. 1,25 Hz
e. 1,5 Hz
10. Suatu motor tiga fasa pada plat nama tertera U = 220/380 V, maksudnyaadalah motor
tersebut harus disambungkan secara :
a. Hubungan Bintang 220 V
b. Hubungan Segitiga 220 V
c. Hubungan Bintang-Segitiga 220 V
d. Hubungan Bintang 380 V
e. Hubungan Segitiga 380 V
H. Daftar Pustaka
Christian Mamesah, Penggunaan Motor dan Sistem Kontrol, TEDC, 1998.
R L, Mc Intyre, Electric Motor Control Fundamentals, Prentice Hall,
Englewood Cliffs, New Jersey 1974.
Theraja B L and AK Theraja, A Text Book of Electrical Technology, New
Delhi India 2002.
Thomas E. Kissell, Modern Industrial/Electrical Motor Controls : Operation,
Installation, and Troubleshooting, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New
Jersey 1990.
Brown, Mark, Practical Troubleshooting Electrical Equipment and Control
Circuit, Newnes Linacre, Jordan Hill, Oxford, 2005