Motor Listrik 1 Fasa dan 3 Fasa: Motor Listrik 1 Fasa dan 3 Fasa

MOTOR LISTRIK 1 FASA DAN 3 FASA

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.

Motor listrik yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik asinkron, dengan dua standar global yakni IEC dan NEMA. Motor asinkron IEC berbasis metrik (milimeter), sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam aplikasi ada satuan daya dalam horsepower (hp) maupun kiloWatt (kW).

Tipe atau jenis motor listrik yang ada saat ini beraneka ragam jenis dan tipenya. Semua jenis motor listrik yang ada memiliki 2 bagian utama yaitu stator dan rotor, stator adalah bagian motor listrik yang diam dan rotor adalah bagian motor listrik yang bergerak (berputar). Pada dasarnya motor listrik dibedakan dari jenis sumber tegangan kerja yang digunakan. Berdasarkan sumber tegangan kerjanya motor listrik dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu : Motor listrik arus bolak-balik AC (Alternating Current) Motor listrik arus searah DC (Direct Current) Dari 2 jenis motor listrik diatas terdapat varian atau jenis-jenis motor listrik berdasarkan prinsip kerja, konstruksi, operasinya dan karakternya. Dari berbagai jenis motor listrik yang ada dapat dibuat suatu gambar klasifikasi motor listrik sebagai berikut. Klasifikasi Jenis Motor Listrik Dari gambar klasifikasi motor listrik diatas dapat dijelaskan secara singkat pengertian dari setiap jenis motor listrik pada gambar klasifikasi diatas sebagai berikut. Motor Listrik Arus Bolak-Balik AC Motor listrik arus bolak-balik adalah jenis motor listrik yang beroperasi dengan sumber tegangan arus listrik bolak balik (AC, Alternating Current). Motor listrik arus bolak-balik AC ini dapat dibedakan lagi berdasarkan sumber dayanya sebagai berikut. Motor sinkron, adalah motor AC 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. Motor induksi, merupakan motor listrik AC yang bekerja berdasarkan induksi meda magnet antara rotor dan stator. Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama sebagai berikut : Motor induksi satu fase. 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 induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.

Komponen Motor Listrik

1. Stator Coil
2. Rotor Coil
3. Main Shaft
4. Brush
5. Bearing
6. Drive pulley
7. Motor Housing

Fungsi Tiap Bagian

1. Stator/Armature Coil

Stator termasuk komponen utama motor listrik. Karena komponen ini akan bersinggungan langsung dengan kinerja motor. Stator merupakan lilitan tembaga statis yang terletak mengililingi poros utama. Fungsi stator adalah untuk membangkitkan medan magnet pada di sekitar rotor.

komponen ini terdiri dari lempengan besi yang dililit oleh tembaga. Tembaga ini dihubungkan dengan sumber arus. Sehingga ketika lilitan tersebut dialiri arus listrik, akan menyebabkan kemagnetan pada stator. Pada sebuah motor umumnya memiliki tiga buah stator coil. Hal ini tergantung kapasitas motor itu sendiri tentunya. Semakin banyak jumlah kumparan, maka semakin besar kemagnetan yang dihasilkan. Hal ini tentunya akan mempengaruhi kecepatan motor.

2. Rotor Coil/Komutator

Bagian ini juga menyerupai stator, bedanya rotor merupakan lilitan tembaga yang bersifat dinamis. Mengapa bersifat dinamis ? Karena lilitan ini menempel bersama main shaft atau poros utama motor yang akan berputar.

sama halnya dengan stator coil, semakin banyak jumlah lilitan pada rotor maka semakin besar pula putaran yang dihasilkan. Umumnya digunakan tembaga dengan diameter yang kecil. Hal ini bertujuan agar jumlah lilitan lebih banyak walau memerlukan panjang kawat yang besar.

3. Main Shaft

Poros utama adalah komponen logam yang memanjang sebagai tempat menempelnya beberapa komponen. Selain rotor coil, komponen yang menempel pada poros ini adalah drive pulley. Umumnya poros utama terbuat dari bahan aluminium yang anti karat. Selain itu komponen ini juga harus stabil pada putaran dan suhu tinggi.

4. Brush

Brush adalah sikat tembaga yang akan menghubungkan sumber arus litrik dengan rotor coil. Sikat ini menempel pada rotor kecil yang terletak diujung rotor utama. Gesekan yang terjadi akan mengalirkan arus dengan arah yang sama walaupun rotor berputar. Sehingga putaran dapat sinkron dan kontinyu.

Gesekan ini akan didukung oleh pegas yang terletak dibelakang sikat tembaga. Pegas ini akan selalu menekan brush sehingga sikat ini akan selalu menempel pada rotor walau berputar pada RPM tinggi.

Dalam sebuah motor harus dilengkapi dua buah brush. Brush ini akan menyuplai arus dan masa untuk rotor coil. Selain itu komponen ini menjadi penyebab populer yang mengakibatkan motor listrik mati. Kerak yang menempel pada permukaan brush akan menyebabkan aliran arus terhambat. Selain itu kondisi brush yang aus karena terus tergesek juga bisa menghambat aliran arus terhambat.

5. Bearing

Karena alat ini menghasilkan putaran, maka diperlukan komponen khusu yang akan dijadikan bantalan agar putaran berlangsung dengan mulus. Inilah fungsi dari bearing, sebagai bantalan antara permukaan poros dengan motor housing. Bearing umunya berbahan aluminium yang memiliki gaya gesek ringan. Sehingga tidak menghambat putaran motor.

6. Drive Pulley

Komponen ini terletak diujung bagian luar poros utama. Fungsinya untuk mentransfer putaran motor menuju komponen lain. Komponen ini umumnya berbentuk gear atau pulley, yang siap dihubungkan dengan komponen yang perlu digerakan dengan motor ini.

7. Motor Housing

Dibagian terluar motor listrik kita akan menemui sebuah plat besi yang digunakan untuk melindungi semua komponen electric motor. Selain itu, motor housing juga berfungsi untuk melindungi kita selaku pemakai dari putaran rotor yang sangat tinggi.

Perbedaan Dinamo Listrik 1 fasa dan 3 fasa

· Konstruksi MotorKonstruksi motor induksi 1 fasa terdiri atas dua komponen yaitu rotor (bagian bergerak) dan stator(bagian yang diam). Sementara itu, motor listrik 3 fasa memiliki komponen dasar yaitu stator dan rotor. Akan tetapi, motor ini tersusun oleh beberapa batangan logam yang dimasukkan melalui slot-slot yang ada pada motor-motor induksi, kemudian setiap bagian disatukan oleh cincin sehingga membuat batangan logam terhubung singkat dengan batangan logam yang lain.

· Sumber Listrik MotorSumber listrik yang digunakan oleh motor induksi 1 fasa menggunakan listrik 1 fasa. Jadi hanya 1 buah penghantar fasa dan pengantar nol yang masuk ke motor. Misalnya fasa R dan Nol. Sedangkan motor 3 fasa menggunakan 3 buah penghantar fasa sekaligus ditambah Nol. Jadi ketiga fasa (R, S, T) dan Nol masuk ke motor.

· Tegangan yang DigunakanPada motor 1 fasa, karena hanya menggunakan 1 fasa listri, maka tegangan yang digunakan sebesar 220 Volt. Sedangkan pada motor 3 fasa, kita bisa memilih apakah ingin menggunakan tegangan 220 Volt atau 380 Volt. Jika ingin menggunakan 220 Volt, maka kumparan motor menggunakan hubungan Star dan jika ingin menggunakan tegangan 380 Volt, maka kumparan motor dihubungkan menggunakan hubungan Delta.

Prinsip Kerja Motor Induksi 1 Fasa

Motor induksi 1 fasa motor utama dilengkapi dengan arus AC 1 fasa. Ini menghasilkan fluks magnet berfluktuasi di sekitar rotor. Ini berarti sebagai arah perubahan arus AC, arah medan magnet yang dihasilkan berubah. Kondisi ini tidak cukup untuk menyebabkan rotasi rotor. Di sini prinsip teori medan putaran ganda diterapkan.

Menurut teori putaran ganda, mengajukan bolak–balik tunggal disebabkan oleh

kombinasi dua bidang yang besarnya sama tetapi berputar di arah yang berlawanan. Besarnya dua bidang ini sama dengan setengah besarnya bidang bolak-balik. Ini berarti bahwa ketika AC diterapkan, dua bidang setengah besarnya dihasilkan dengan besaran yang sama tetapi berputar ke arah yang berlawanan.

Jadi, sekarang ada arus yang mengalir di stator dan medan magnet yang berputar pada rotor, dengan demikian hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik bekerja pada rotor. Menurut hukum ini, medan magnet berputar menghasilkan listrik di rotor yang menghasilkan gaya 'F' yang dapat memutar rotor.

Prinsip Kerja Motor Induksi 3 Fasa

Motor Induksi 3 Fasa bekerja sebagai berikut. Misalkan kita memiliki sumber AC 3 fasa yang terhubung dengan stator pada motor. Karena stator terhubung dengan sumber AC maka arus dapat masuk ke stator melalui kumparan stator. Sekarang kita hanya melihat 1 kumparan stator saja. Sesuai hukum faraday bahwa apabila terdapat arus yang mengalir pada suatu kabel maka arus itu dapat menghasilkan fluks magnet pada kabel tersebut, dimana arahnya mengikuti kaidah tangan kanan.

Arus pada Kabel menghasilkan Fluks

Setiap fasa dalam kumparan stator akan mengalami hal yang sama karena setiap fasa dialiri arus, namun besarnya fluks yang dihasilkan tidak sama di setiap waktu. Hal ini disebabkan besarnya arus yang berbeda-beda pada tiap fasa di tiap waktunya. Misalkan fasa-fasa ini diberi nama a, b, dan c. Ada kalanya arus pada fasa a maksimum sehingga menghasilkan fluks maksimum dan arus fasa b tidak mencapai makismum, dan ada kalanya arus pada fasa b maksimal sehingga menghasilkan fluks maksimum dan arus pada fasa a tidak mencapai maksimum. Hal ini mengakibatkan fluks yang dibangkitkan lebih cenderung pada fasa mana yang mengalami kondisi arus paling tinggi. Secara tidak langsung dapat dikatakan bahwa medan magnet yang dibangkitkan juga ikut “berputar” seiring waktu. Kecepatan putaran medan magnet ini disebut kecepatan sinkron.

Berputarnya Medan Magnet akibat Arus 3 Fasa pada Rangkaian

Sekarang ditinjau kasus rotor sudah dipasang dan kumparan stator sudah dialiri arus. Akibat adanya fluks pada kumparan stator maka arus akan terinduksi pada rotor. Anggap rotor dibuat sedemikian sehingga arus dapat mengalir pada rotor (seperti rotor tipe squirrel cage). Akibat munculnya arus pada rotor dan adanya medan magnet pada stator maka rotor akan berputar mengikuti hukum lorentz. Hal yang menarik disini ialah kecepatan putaran rotor tidak akan pernah mencapai kecepatan sinkron atau lebih. Hal ini disebabkan karena apabila kecepatan sinkron dan rotor sama, maka tidak ada arus yang terinduksi pada rotor sehingga tidak ada gaya yang terjadi pada rotor sesuai dengan hukum lorentz. Akibat tidak adanya gaya pada rotor maka rotor jadi melambat akibat gaya-gaya kecil (seperti gaya gesek dengan sumbu rotor atau pengaruh udara). Namun saat rotor melambat kecepatan sinkron dan kecepatan rotor jadi berbeda. Akibatnya pada rotor akan terinduksi arus sehingga rotor mendapatkan gaya berdasarkan hukum lorentz. Dari gaya itulah motor dapat menambah kecepatannya kembali. Fenomena perbedaan kecepatan ini dikenal sebagai slip.