MOTOR AC

Pada tulisan kali ini akan membahas prinsip dasar dari motor AC. Secara umum, prinsip kerja Motor AC hampir sama dengan Motor AC. Kelebihan dari motor AC yaitu lebih murah dari segi biaya, dan beberapa jenis motor AC tidak menggunakan Brush dan Komutator sehingga lebih mudah dari segi perawatan dan pemakaian.

            Salah satu kelebihan dari motor AC yaitu sangat baik dan cocok untuk aplikasi dengan kecepatan konstan. Hal ini karena kecepatan ditentukan oleh frekuensi tegangan ac diterapkan pada terminal motor.

Motor AC terbagi menjadi 3 jenis yaitu 1) seri, 2) sinkron, dan 3) motor induksi.

1. Motor Seri

Motor seri secara elektris sama seperti motor DC. Dengan melihat gambar 1., mengacu pada aturan tangan kiri untuk polaritas kumparan, Polaritas magnet dari armatur dan medan saling berlawanan dan menghasilkan aksi dari motor. Arus kemudian dibalik dengan membalik polaritas masukan. Dalam hal ini polaritas medan magnet masih berlawanan dengan polaritas magnet armatur. Hal ini karena pembalikan efek dari armatur dan medan

Gambar 1. Konstruksi Motor Seri

Konstruksi Motor Seri sedikit berbeda dari motor DC Seri. Logam, laminasi dan kumparan menggunakan jenis tertentu dengan tujuan mengurangi rugi-rugi akibat Eddy-Current, Histerisis dan Reaktansi logam yang tinggi. Motor AC seri ini dapat digerakkan dengan sumber tegangan DC.

Karakteristik motor AC mirip motor DC. Motor ini dapat memvariasikan kecepatan. Pada beban yang besar, kecepatannya rendah dan pada beban rendah kecepatannya bisa tinggi. Torsi awal yang ditimbulkan sangat besar. Sehingga motor ini sering diaplikasikan untuk keperluan bor listrik, kipas kemudi,dll. Karena karakteristiknya yang mirip motor DC, motor Seri sering divariasikan untuk bisa beroperasi dengan sumber AC maupun DC.

Medan rotasi pada motor Seri disusun akibat penerapan dari tegangan multifase untuk kumparan stator yang terdiri dari beberapa kumparan medan. Medan magnet yang berputar ini menyebabkan rotor terdorong dan tertarik karena interaksi antara rotor dengan medan rotor sendiri.

Saat medan magnet menggunakan 2 fasa rotasi, diperlukan 2 pasang kumparan lagi dengan jarak 90º. Kumparan kumparan tersebut harus diberi sumber tegangan yang memiliki pergeseran fasa 90º juga.

Gambar 2. Medan Putar 2 Fase

            Sementara untuk medan putar 3 fasa membutuhkan 3 pasang kumparan dengan posisi  120º dan suplay tegangannya harus dengan tegangan berfasa 120º.

Motor Sinkron

              Motor Sinkron secara khusus dirancang untuk mempertahankan kecepatan konstan dengan sinkron rotor pada medan putar baik pada beban besar maupun kecil. Motor sinkron didesain hingga ukuran ribuan daya kuda. Motor ini bisa dirancang sebagai motor 1 fasa ataupun fasa banyak. Motor Sinkron sering diaplikasikan untuk menggerakkan generator DC. 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. Dalam kerjanya, untuk mencapai kecepatan sinkron rotor, dioperasikan perangkat mekanik sebagai switching yang beroperasi pada gaya sentrifugal motor.

Gambar 3. Motor Sinkron

Motor Induksi

MOTOR INDUKSI yang paling umum digunakan dari semua motor listrik karena kesederhanaan mereka dan biaya rendah. Motor induksi bisa tunggal-fase atau multifasa. Mereka tidak memerlukan koneksi rotor listrik.

Motor Induksi 1 Fasa

Motor induksi satu fasa sering digunakan sebagai penggerak pada peralatan yang memerlukan daya rendah dan kecepatan yang relatif konstan. Hal ini disebabkan karena motor induksi satu fasa memiliki beberapa kelebihan yaitu konstruksi yang cukup sederhana, kecepatan putar yang hampir konstan terhadap perubahan beban, dan umumnya digunakan pada sumber jala-jala satu fasa yang banyak terdapat pada peralatan domestik. Walaupun demikian motor ini juga memiliki beberapa kekurangan, yaitu kapasitas pembebanan yang relatif rendah, tidak dapat melakukan pengasutan sendiri tanpa pertolongan alat bantu dan efisiensi yang rendah.

Bagian-bagian Motor 1 Fasa

Stator merupakan bagian yang diam sebagai rangka tempat kumparan stator yang terpasang. Stator terdiri dari : inti stator, kumparan stator, dan alur stator. Motor induksi satu fasa dilengkapi dengan dua kumparan stator yang dipasang terpisah, yaitu kumparan utama (main winding) atau sering disebut dengan kumparan berputar dan kumparan bantu (auxiliary winding) atau sering disebut dengan kumparan start.

Gambar 4. konstruksi Motor 1 Fasa

Motor Induksi 3 Fasa

Motor induksi merupakan motor listrik arus bolak balik (ac) yang paling luas digunakan, karena konstruksinya yang kuat dan karakteristik kerjanya yang baik. Secara umum motor induksi terdiri dari rotor dan stator.

Prinsip kerja

Perputaran motor pada mesin arus bolak-balik ditimbulkan oleh adanya medan putar ( fluks yang berputar ) yang dihasilkan dalam kumparan statornya. Medan putar ini terjadi apabila kumparan stator dihubungkan dalam fasa banyak, umumnya fasa 3. Hubungan dapat berua hubungan delta (Δ) atau bintang (Y). Misalkan kumparan a – a; b – b; c – c dihubungkan tiga fasa, dengan beda fasa masing – masing 1200 dan dialiri arus sinusoid. Distribusi arus ia, ib, ic sebagai fungsi waktu adalah seperti Gambar 5. pada keadaan t₁, t₂, t₃,dan t₄ fluks resultan yang ditimbulkan oleh kumparan tersebut masing – masing adalah seperti Gambar 6. Pada t₁ fluks resultan mempunyai arah sama dengan arah fluks yang dihasilkan oleh kumparan a – a; sedangkan pada t₂, fluks resultannya mempunyai arah sama dengan arah fluks yang dihasilkan oleh kumparan c – c; dan untuk t₃ fluks resultan mempunyai arah sama dengan fluks yang dihasilkan oleh kumparan b – b. Untuk t4, fluks resultannya berlawanan arah dengan fluks resultan yang dihasilkan pada saat t1 keterangan ini akan lebih jelas pada analisis vektor.

Gambar 5. a) diagram fasor fluks 3 fasa b)arus tiga fasa setimbang

Gambar 6. Medan putar pada motor induksi tiga phasa

Dari gambar c, d ,e, dan f tersebut terlihat fluks resultan ini akan berputar satu kali. Oleh karena itu untuk mesin dengan jumlah kutub lebih dari dua, kecepatan sinkron dapat diturunkan sebagai berikut :

Dimana :

n_s= kecepatan sinkron (rpm)

f= frekuensi (Hz)

p= jumlah kutub