MOTOR POLITEKNIK STMITEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

Motor adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik, dimana tenaga gerak tersebut berupa putaran daripada rotor. Motor secara garis besar dapat dibagi menjadi :Motor arus bolak-balikMotor arus searah

Motor Arus Bolak-balik (AC)Motor arus bolak-balik (motor AC) ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus bolak-balik (listrik AC) menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik berupa putaran daripada rotor.Motor berarus putar sinkron Motor berarus putar tak sinkron Motor komutator berarus bolak-balik Motor berarus bolak-balik sinkron dan asinkron

Yang termasuk motor berarus bolak-balik dapat kita masukan juga motor berarus putar. Arus putar adalah arus bolak-balik yang berfase tiga. Motor berarus putar sinkron, termasuk dalam mesin-mesin berkutub di dalam. Bentuk motor ini sepenuhnya sama dengan generator berarus putar. Statornya terdiri dari tiga kumparan :Motor berarus putar sinkronKumparan U XKumparan V YKumparan W Z

Gambar 1. Asas sebuah mesin berarus putarPada motor berarus putar yang sinkron, kumparan-kumparan statornya disambungkan pada jaringan arus putar. Bergantung pada tegangan jaringan dan tegangan yang tepat bagi motor tersebut, kita pergunakan hubungan bintang atau hubungan segitiga dari kumparan stator. Motor-motor yang bertanda 380 V (hubungan segitiga) Dengan kata lain, tegangan tiap kumparan stator harus 380 V. Motor-motor dengan tanda 380 V (hubungan bintang). Dengan kata lain, tegangan tiap kumparan stator harus 220 V.

Medan-medan magnitik yang berganti-ganti dari ketiga kumparan ini secara keseluruhan mempunyai pengaruh seperti magnit yang berputar dengan satu kutub U dan satu kutub S. Dengan cara ini tiga kumparan membentuk satu pasang kutub. Mungkin juga enam kumparan fase simetrik ditempatkan disekitar stator. Maka terjadilah dua pasang kutub.Gambar 2. Pasangan kutub magnit

Medan magnitik yang berputar ini kita namakan medan putar stator sebuah rotor. Kecepatan (nd) dari medan putar berbanding lurus dengan frekuensi f dari tegangan bolak-balik berfase tiga yang dipasangkan itu dan berbanding terbalik dengan banyaknya pasangan kutub P, sehingga :nd = (putaran/menit) Pada umumnya rotor suatu mesin sinkron terdiri dari satu roda kutub dengan beberapa kutub, sama dengan yang ada pada medan putar stator. Rotornya diperkuat oleh arus searah melalui sikat-sikat dan cincin geser. Rotor ini digerakkan oleh motor lain sehingga terjadilah apa yang dinamakan medan putar rotor.

Kalau kutub-kutub yang tidak senama dari stator dan rotor terdapat saling berhadapan, maka rotornya akan tertarik oleh medan putar stator , maka rotor itu sejalan dengan medan putar stator. Dan motor sinkron tersebut berputar.Antara rotor dan stator boleh dikatakan terdapat suatu kopeling elastik. Pada pemuatan motor, maka rotor itu mau mengerem. Dan karena kopeling yang elastik ini maka hal ini tidaklah mungkinGambar 3. Kutub yang tidak senama dari stator dan rotor

Jadi dengan demikian rotor itu tetap berputar dengan kecepatan dari medan putar stator. Medan stator dan medan rotor berjalan secara sinkron. Dan dari sinilah nama itu diberikan. Motor sinkron (sinkron = sama) Kita namakan rotornya tidak mempunyai selipKerugian-kerugian yang ada pada motor ini adalah : Tanpa persediaan khusus tidak terjadi kopel ancang-ancang (rotornya harus diputar oleh motor lain) Diperlukan penguatan arus searah yang khusus dari rotor Bila terjadi pemuatan lebih, motornya segera berhenti, dan kita katakan bahwa motornya mati langkahKerugian-kerugian yang disebutkan di atas, menyebabkan penggunaan motor berarus putar sinkron ini baru menarik kalau disyaratkan banyaknya putaran itu konstan (sinkron), misalnya di pabrik kertas

Motor berarus putar yang tidak sinkron (asinkron) (motor induksi berfase tiga)Motor berarus putar yang asinkron banyak dipergunakan. Secara berturut-turut akan kita bahas jenis motor ini: Konstruksinya Bekerjanya Kemuningkinan penggunaannya Berbagai macam hubungannya

KonstruksinyaStator dari motor berarus putar yang asinkron itu sama dengan stator dari motor berarus putar yang sinkron. Di sini pun terjadi medan putar karena kumparan stator. Sebenarnya rotor dari motor berarus putar yang asinkron mempunyai konstruksi yang lain , dibedakan menjadi :1. Jangkar kortsluit (rotor kortsluit) Rotor kortsluit dibuat seperti sangkar, termasuk atau tidak dalam paket kaleng yang diberi lamel-lamelGambar 4. a) Rotor sangkar dengan paket kaleng b) Rotor sangkar tanpa paket kalengSangkar tersebut terdiri dari batang-batang tembaga mengkilap atau aluminium. Batang-batang ini tertutup kedua ujungnya oleh cincin tembaga atau aluminium

2. Jangkar kortsluit khusus (rotor sangkar ganda)Rotor sangkar ganda mempunyai sangkar luar dan sangkar dalam. Sangkar luar terbuat dari batng-batang tipis (tahanan besar), yang menjaga pada waktu ancang-ancang untuk kopel (sangkar luar = sangkar ancang-ancang). Sangkar dalam dibuat dari batang-batang tebal (hambatan rendah) yang pada putaran nominal menjaga untuk kopel (sangkar dalam = sangkar sedang bekerja)Gambar 5. Rotor sangkar ganda

3. Jangkar cincin geser (rotor cincin geser)Rotor cincin geser adalah rotor yang diberi lamel-lamel dan lekukan-lekukan. Kumparannya dibuat seperti kumparan berfase tiga yang diberi isolasi dan ditempatkan di dalam lekukan-lekukan rotor. Gelendong kumparannya dapat dihubungkan dalam bintang atau segitiga.Motor-motor rotor sangkar banyak dipergunakan, karena mempunyai keuntungan-keuntungan sebagai berikut : Konstruksinya sederhana dan kuat Cara ancang-ancang sederhana Perawatan sedikit Kemampuannya besarKerugiannya :Apabila tanpa alat elektronik khusus maka pengaturan putarannya tidak mungkin dilakukan.

Cara kerjanya

Medan putar stator membangkitkan tegangan induksi di rotor yang berhenti, dan menyebabkan terjadinya arus induksi. Pada penghantar yang mengalirkan arus rotor dicobakan kekuatan lorentz oleh medan putar. Kekuatan ini menghasilkan kopel yang menyebabkan rotor tersebut bergerak. Karena medan putar stator harus tetap membangkitakn arus induksi di dalam rotor, maka medan putar ini harus selalu mempunyai kecepatan yang lebih tinggi. Dengan kata lain : rotor tersebut tidak akan mencapai putaran yang sinkron. Dari hal inilah maka namanya adalah motor asinkron (asinkron = tidak sama). Kita katakan bahwa rotornya mempunyai selip. Selip motor dinyatakan dalam prosen dari banyaknya putaran sinkron, prosentase selip ini bergantung pada :

muatan motor daya motor

Selip 4% merupakan hal yang sangat biasa

Kemungkinan PenggunaannyaUntuk memutar kendaraan seperti : Mesin-mesin bor Mesin-mesin bubut Batu-batu asah Untuk memutar ventilator Untuk menggerakkan pompa

Motor komutator berarus bolak-balikMotor komutator berarus bolak-balik adalah sebuah motor seri berarus bolaki-balik. Konstruksi motor ini hampir sama dengan konstruksi motor seri berarus searah. Berlawanan dengan motor seri berarus searah ialah bahwa pada motor seri berarus bolak-balik statornya diberi lamel-lamel

Cara kerjanya

Arah putaran seperti halnya pada setiap elektromotor, ditentukan oleh arah lorentznya.Arah kekuatan lorentz ditentukan oleh : Arah medan magnitnya Arah arus dalam rotorGambar 6. Motor seri berarus bolak-balik

Apabila arah arus dalam rotor berubah, maka arah kekuatan lorentz berubah juga dan juga arah putarannyaGambar 7. Arah arus dalam rotorApabila arah medan magnitiknya berubah karena perubahan arah arus didalam kumparan seri, maka perubahan pula arah kekuatan lorentz dan juga arah putarnya.Gambar 8. Arah arus dalam kumparan

Apabila arah arus di dalam rotor dan juga di dalam kumparan seri, maka arah kumparan lorentcnya akan tetap. Arah putarannya tidak berubahGambar 9. Arah arus dalam rotor dan kumparanMotor seri berarus bolak-balik dipergunakan antara lain pada : Peralatan listrik ringan Pengisap debu Mesin jahit Alat-alat cukur Pengaduk

Motor berarus bolak-balik yang asinkronMotor berarus bolak-balik yang asinkron, seperti halnya motor berarus putar yang asinkron adalah motor induksi, harus ada medan putarnya. Dengan beberapa alat penolong, maka medan putar yang dibutuhkan itu dapat dibangkitkanMotor berarus bolak-balik yang asinkron dan motor berarus putar yang asinkron mempunyai konstruksi rotor yang sama, sebuah rotor sangkar.Cara kerjanya

Adanya medan putar merupakan persyaratan agar di dalam motor berarus bolak-balik yang asinkron (motor induksi berfase satu) dapat kita peroleh kopel ancang-ancang. Medan putar ini dapat dibangkitkan dengan sebuah kumparan utama dan sebuah kumparan penolong

Gambar 10. Motor induksi berfase SatuDisini yang perlu adalah, bahwa : Kumparan-kumparan ini digeserkan antara satu dengan lainnya 900. Arus-arus didalam kumparan-kumparan digeserkan antara satu dengan lainnya sebesar 900.Kalau motor sudah berputar, maka pada beberapa pelaksanaan, kumparan penolongnya dimatikan dengan sakelar sentrifugal. Motor berarus putar yang asinkron dengan daya yang kecil dapat dengan mudah dipergunakan sebagai motor berarus bolak balik yang asinkron. Dua di antara ketiga kumparannya yang dipergunakan, ialah sebuah sebagai kumparan utama dan sebuah dipasang seri dengan kondensator sebagai kumparan penolong. Jenis motor ini sangat cocok untuk menggerakkan alat-alat yang kecil misalnya untuk pompa-pompa air di pusat instalasi-instalasi pemanasan

Motor berarus bolak-balik yang sinkronMotor yang sinkron tidak bekerja dengan medan putar tetapi dengan medan bolak-balik. Tanpa persediaan-persediaan khusus maka jenis motor ini tidak mempunyai kopel ancang-ancang sehingga harus diputar dengan tangan ke kiri atau ke kanan sebagai gerakan pemutaran penolong. Rotornya merupakan magnet permanen.Gambar 11. Motor berarus bolak-balik yang sinkronJenis motor ini biasanya berdaya kecil dan dipergunakan di dalam jam listrik dan untuk menggerakkan mekanisme penghubung (relai motor)

Motor Arus Searah (DC)

Keterangan gambar :1. Badan Mesin2. Inti kutub magnet dan belitan penguat magnet3. Sikat-sikat4. Komutator5. Jangkar6. Belitan jangkar

1. Pengertian motor arus searahMotor arus searah ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus searah (listrik DC) menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik, dimana tenaga gerak tersebut berupa putaran dari pada rotor.Dalam kehidupan kita sehari-hari motor DC dapat kita lihat pada motor starter mobil, tape recorder, mainan anak-anak dan sebagainya. Sedangkan pada pabrik motor DC kita jumpai pada traksi, elevator, conveyor dan sebagainyaAntara motor DC dan generator DC tak ada perbedaan konstruksi. Pada prinsipnya motor DC bisa dipakai sebagai generator DC, sebaliknya generator DC dapat dipakai sebagai motor DC.Dengan sendirinya generator DC yang dimaksudkan di atas bukanlah generator DC yang penyearah (rechtifier)nya penyearah silicon/dioda, tetapi dengan penyearah mekanik (komutator). Generator DC yang berdasarkan prinsip generator AC yang dilengkapi rangkaian penyearah silicon/dioda tidak dapat dioperasikan sebagai motor DC

2. Dasar-dasar motor arus searahBilamana arus listrik yang mengalir dalam kawat arahnya menjauhi kita (maju), maka medan-medan yang terbentuk disekitar kawat arahnya searah dengan putaran jarum jam. Sebaliknya bila mana arus listrik yang mengalir dalam kawat arahnya mendekati kita (mundur) maka medan-medan magnit yang terbentuk disekitar kawat arahnya berlawanan dengan arah putaran jarum jam(percobaan Maxwell)Prinsip dasar dari motor arus searah adalah kalau sebuah kawat berarus diletakkan antara kutub magnit ( U S ), maka pada kawat itu akan bekerja suatu gaya yang menggerakkan kawat itu.

Kalau sebatang kawat terdapat diantara kutub U S dengan garis-garis nya yang homogen, sedangkan di dalam kawat ini mengalir arus listrik yang arahnya menjauhi kita, maka:

Disebelah kanan kawat garis gaya kutub magnit dan garis-garis arus listrik sama arahnya dan sebelah kiri kawat arahnya berlawanan, sehingga bentuk medan magnit akan berubah seperti pada gambar 12. Kawat mendapat gaya yang arahnya Gambar 12. Perubahan garis gaya disekitar kawat berarus

Seperti halnya pada generator arus searah, rotor motor arus searah mempunyai kumparan tidak hanya satu. Rotornya terdiri dari kumparan dan komutator yang banyak untuk mendapatkan torsi yang terus-menerus (continue)Gambar 13. Resultant torsi pada mesin berktub 4

3. GGL lawan Proses terjadinya GGL lawan adalah:

Kumparan jangkar (terletak diantara kutub-kutub magnit) diberi sumber DC Pada kumparan-kumparan jangkar timbul torsi, sehingga jangkar berputar (arahnya sesuai dengan hukum tangan kiri)Dalam hal ini jangkar berputar dalam medan magnit sehingga timbul GGL (arah GGL induksi tersebut sesuai dengan hukum tangan kanan) Arah GGL induksi tersebut berlawanan dengan arah GGL sumber sehingga kita sebut GGL lawan.

4. Jenis-jenis motor DCSeperti halnya pada generator DC, berdasarkan sumber arus penguat magnitnya motor DC dapat dibedakan atas : Motor DC penguat terpisah, bila arus penguat magnit diperoleh dari sumber DC di luar motor Motor DC dengan penguat sendiri, bila arus penguat magnit berasal dari motor itu sendiri.

Motor shuntMempunyai kecepatan yang hampir konstan. Pada tegangan jepit (U) konstan, motor shunt mempunyai putaran hampir konstan walaupun terjadi perubahan beban. Perubahan kecepatan hanya sekitar 10 %. Pemakaian misalnya untuk kipas angin, blower, pompa centrifugal, elevator, pengaduk, mesin cetak juga untuk pengerjaan kayu dan logamMotor seri :Dapat memberi momen yang besar pada waktu start dengan arus start yang rendah. Juga dapat memberi perubahan kecepatan / beban dengan arus yang kecil dibandingkan dengan motor type lain, tetapi kecepatan menjadi besar bila beban rendah atau tanpa beban dan hal ini sangat berbahaya. Dengan mengetahui sifat ini dapat dipilih motor seri untuk daerah perubahan kecepatan yang luas. Misalnya : untuk traksi, pengangkat dan lain-lain.

Motor komponMempunyai sifat diantara motor seri dan motor shunt, tergantung mana yang kuat lilitannya (kumparan seri atau shuntnya) umumnya mempunyai momen start yang besar, sehingga seperti pada motor seri. Perubahan kecepatan sekitar 25 % terhadap kecepatan tanpa beban. Pemakaian untuk pompa plunger, pemecah, bulldozer, elevator dan lain-lain

DAAAA