MOTOR DC

B. Motor AC

=========

Motor Ac adalah sebuah motor lisatrik yang digerakkan oleh alternating current atau arus bolak balik (AC). umumnya, motor AC terdiri dari dua komponen utama yaitu stator dan rotor. seperti yang telah dijelaskan sebelumnya pada motor DC, stator adalah bagian yang diam dan letaknya berada di luar. stator mempunyai coil yang di aliri oleh arus listrik bolak balik dan nantinya akan menghasilkan medan magnet yang berputar. bagian yang kedua yaitu rotor. rotor adalah bagian yang berputar dan letaknya berada di dalam (di sebelah dalam stator). rotor bisa bergerak karena adanya torsi yang bekerja pada poros dimana torsi tersebut dihasilkan oleh medan magnet yang berputar. 

Jenis-jenis motor AC:

1.   Pengklasifikasian berdasarkan jenis motornya (rotor) 

ada dua jenis, yaitu motor induksi dan synchronous motor. 

a. Motor induksi 

Saya disini hanya akan membahas sedikit aja tentang motor induksi.penjelasan akan diberikan lebih lanjut dalam pembahasan motor induksi secara khusus setelah motor AC. 

motor induksi adalah motor yang bergerak lebih lambat daripada supply frequensinya. medan magnet yang ada didalam rotor dihasilkan karena adanya arus yang terinduksi.

b. Synchronous motor

Synchronous motor dapat berputar ketika kecepatannya sesusai dengan supply frequensinya. medan magnet yang ada di rotor dihasilkan oleh arus yang dialirkan melalui slip ring atau oleh olah magnet yang permanent. 

2. Pengklasifikasian dari segi hubungan putaran dan frekuensi fluks magnet stator. ada dua jenis :

a. Motor sinkron (motor serempak)

 disebut sebagai motor sinkron karena putaran motor sama dengan putaran fluks  magnet stator. motor tidak dapat berputara sendiri meski lilitan stator telah dihubungkan dengan tegangan luar.

b. motor asinkron (motor tak serempak)

 disebut sebagai motor asinkron karena putaran rotor tidak sama dengan putaran fluks magnet statornya. perbedaan kecepatan inilah yang nantinya kita sebut sebagai slip. 

3. Pengklasifikasian berdasarkan jumlah fasa tegangan yang digunakan. ada dua jenis juga, yaitu motor satu fasa dan motor tiga fasa.

a. motor satu fasa

disebut sebagai demikian karena tegangan yang dimasukkan ke dalam stator  untuk menghasilkan tenaga mekanik hanya satu fasa. selain itu, pada umumnya motor satu fasa ini juga mempunyai lilitan dua fasa. maksudnya adalah, di dalam statornya terdapat dua jenis lilitan yaitu lilitan pokok dan lilitan bantu. contoh motor satu fasa yaitu motor kutub bayangan, motor repulse, motor seri dan motor kapasitor.

b. motor tiga fasa

seperti namanya, motor ini membutuhkan tiga fasa tegangan untuk menghasilkan tenaga mekanik. contohnya yaitu motor induksi tiga fasa.

Untuk pembahasan selanjutnya, saya hanya akan fokus pada motor AC tiga fasa saja, mulai dari konstuksinya, cara kerja, dan lain-lain.

a. Konstuksi Motor AC

Secara umum, motor AC terdiri dari stator, rotor, dan penutup. Stator dan rotor merupakan rangkaian listrik yang akan menghasilkan elektromagnet. Stator adalah bagian yang diam dan secara umum bagian ini terdiri dari kumparan stator dan inti. Kumparan stator merupakan kumpulan lilitan kawat penghantar yang terisolasi dan dimasukkan ke dalam inti stator.Nantinya, lilita stator akan dihunungkan secara langsung dengan sumber tegangan. Setiap lilitan yang mengitari inti besi akan menghasilkan fluks magnet. Inilah yang menjadi prinsip kerja dari motor AC. Peristiwa seperti di atas biasa disebut sebagai proses elektromagnet. 

Bagian kedua yaitu rotor. Rotor adalah bagian yang berputar. Tipe rotor ada dua, yaitu sangkar tupai (squirrel cage motor) dan lilitan (wound motor). Namun, yang umum di masyarakat yaitu jenis sangkar tupai. Rotor terdiri dari tumpukan lempengan besi tipis yang dilaminasi dan batang konduktor yang mengitarinya. Tumpukan besi yang dilaminasi disatukan membentuk inti rotor. Batang konduktor dimasukkan ke dalam slot dan inti rotor. Untuk batang konduktor, biasanya memakain aluminium. Hal ini mungkin didasarkan karena lauminium memiliki daya hantar listrik yang cukup baik dan harganya juga tidak terlalu mahal jika di bandingkan logam-logam konduktor lainnya. Arus yang mengalir melalui konduktor akan membentuk elektromagnet. Secara mekanik dan elektrik batang-batang konduktor dismabungkan ke ujung cincin. 

Bagian motor AC yang selanjutnya yaitu  enclosure atau penutup. Penutup teridir dari suatu rangka dan ujung brackets (bearing). Stator ditempatkan di dalam rangka sedangkan rotor diletakkan di sisi dalam stator. Antara keuda bagian tersebut  dipisahkan oleh rongga udara sehingga tidak ada kontak fisik secara langsung anatar kedua bagian tersebut. Salah satu fungdi dari penutup yaitu melindungi dari bahaya listrik. Selain itu, juga melindungi bagian motor yang bertegangan maupun berputar dari efek yang membahayakna lingkungan selama motor beroperasi. 

Berikut ini contoh gambar dari komponen motor AC :

b. Prinsip kerja motor AC

Perputaran motor pada mesin arus bolak balik ditimbulkan oleh adanya medan putar atau dengan kata lain adanya fluks yang berputar yang dihasilkan dalam kumparan statornya. Medan Putar ini terjadi apabila kumparan stator dihubungkan dalam fasa banyak, umunya 3 fasa.

c. Kecepatan Sinkron

Kecepatan putar medan magnet dikenal sebagai kecepatan sinkron (Ns). Kecepatan sinkron sama dengan 120 frekuensi di bagi jumlah kutub (P). Kecepatan sinkron akan mengecil jika jumlah kutub meningkat. 

Ns = 120 *f / P

mengenai putaran rotor, akan dijelaskan sebagai berikut ;

1.   Apabila sumber tegangan 3 fasa dipasang pada kumparan stator, akan timbul medan putar di sekitar stator dengan kecepatan Ns= 120*f / p.

2.   Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor.

3.   Akibatnya pada batang konduktor dari rotor akan timbul GGl induksi. 

4.   Karena batang konduktor merupakan rangkaian yang tertutup makan GGL akan menghasilkan arus.

5.   Adanya arus akan menimbulkan gaya pada rotor.

6.   Bila kopel mula yang dihsilkan oleh gaya pada rotor cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator. 

7.   Seperti telah dijelaskan, GGL induksi timbul karena terpotongnya batang konduktor oleh medan putar stator. Artinya agar GGL induksi timbul, diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator dengan kecepatan berputar rotor. 

8.   Perbedaan antara kecepatan medan putar (Ns) dengan kecepatan rotor (Nr) disebut sebagai slip. Secara matematika, slip dinyatakan sebagai :

s = (Ns-Nr) / Nr *100%.

9.   Bila kecepatan rotor sama dengan kecepatan medan putar, maka tidak akan timbul GGL induksi dan arus listrik tidak akan mengalir pada batang konduktor. Karena tidak ada arus listrik maka tidak akan dihasilkan momen kopel.

d. Slip 

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, untuk menghasilkan GGL induksi dibutuhkan adanya slip. Hal ini dikarenakan apabila gerakan relatif keduanya sama, maka tidak ada garis fluks yang akan memotong kumparan rotor. slip dibutuhkan untuk menghasilkan torsi. Nilai slip tergantung pada besar beban. Peningkatan beban akan menyebabkan rotor bergerak emlambat atau meningkatkan slip. Sedangkan penurunan beban akan menyebabkan kecepatan rotor meningkatkan slip. 

s (%)= (Ns-Nr) / Nr *100%

e. lain -lain

Dalam pembahasan sekarang saya akan mencoba menjelaskan secar singkat tentang wound rotor dan motor sinkron. Pembahasan sebelumnya sebenarnya hanya membahas motor AC yang asinkron yaitu motor yang bisa bergerak karena adanya perbedaan kecepatan antara medan magnet dengan kecepatan rotornya.

Motor sinkron yaitu motor yang dapat berputar ketika kecepatannya sesua dengan frekuensi dari sumber tegangannya. Dikarenakan kecepatannya sama, maka motor ini bukan merupakan jenis motor induksi. Salah satu tipe dari motor sinkron dikonstruksikan dengan seperti jenis motor squirrel cage. Pada batang rotor, ditambahkan lilitan kumparan. lilitan awat  dihubungkan dengan sebuah power supply eksternal DC oleh slip ring dan sikat. Pada saat mulai dijalankan, sumber AC dikenakan ke stator. Pada saat awal, motor sinkron bekerja seperti squirrel cage motor. Tegangan DC disambungkan pada kumparan rotor setelah motor mencapai kecepatan maksimal. Proses ini menghasilkan  sebuah medan magnetik konstan yang kuat pada pada rotor yan terkunci dengan medan magnet putar. Putaran rotor kan berada pada kecepatan yang sama dengan kecepatan sinkron. Dalam motor ini tidak ada slip.

contoh motor sinkron

Berbeda dengan pembahasan sebelumnya, saya akan sedikit membahas tentang motor belitan (wound rotor). Perbedaan utama antara motor jenis kandang tupai dengan motor ini yaitu terletak pada konduktornya. Jika di dalam motor kandang tupai konduktornta berupa batang maka dalam motor jenis ini konduktornya berupa kumparan.  Kumparan ini dihubungkan melalui cincin dan sikat ke resistor variabel eksternal. Medan magnet putar akan menginduksi tegangan pada lilitan rotor.  Jika tahanan dari lilitan rotor semakin besar, maka arus yang mengalir dalam lilitan tersebut semakin kecil. Dengan demikian, gaya yang dihasilkan menjadi tidak terlalau besar dan kecepatan putarnya semakin lemah. Hal ini berlaku untuk sebaliknya. Jika tahanan lilitan kawat semakin kecil, maka arusnya semakin besar, gaya yang dihasilkan semakin besar dan putaran rotornya semakin cepat pula. Itu artinya, kecepetan putar rotor dipengaruhi oelh besarnya hambatan yang ada di dalam kawat tersebut selain dipengaruhi juga oleh besarnya tegangan yang diberikan pada statornya. 

Sumber: http://blogs.itb.ac.id/el2244kelas0112211019mahruri/2013/04/26/hello-world/