Motor Kapasitor

BAB II

MOTOR INDUKSI SATU FASA

II.1. Umum

Motor induksi adalah adalah motor listrik bolak-balik (ac) yang putaran

rotornya tidak sama dengan putaran medan stator, dengan kata lain putaran rotor

dengan putaran medan stator terdapat selisih putaran yang disebut slip. Pada

umumnya motor induksi dikenal ada dua macam berdasarkan jumlah fasa yang

digunakan, yaitu: motor induksi satu fasa dan motor induksi tiga fasa. Sesuai

dengan namanya motor induksi satu fasa dirancang untuk beroperasi

menggunakan suplai tegangan satu 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.

II.2. Konstruksi Umum

Konstruksi motor induksi satu fasa hampir sama dengan konstruksi motor

induksi tiga fasa, yaitu terdiri dari dua bagian utama yaitu stator dan rotor.

Universitas Sumatera Utara

Keduanya merupakan rangkaian magnetik yang berbentuk silinder dan simetris.

Di antara rotor dan stator ini terdapat celah udara yang sempit.

Gambar 2.1. Konstruksi Umum Motor Induksi Satu 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.


Rotor merupakan bagian yang berputar. Bagian ini terdiri dari : inti rotor,

kumparan rotor dan alur rotor. Pada umumnya ada dua jenis rotor yang sering

digunakan pada motor induksi, yaitu rotor belitan (wound rotor) dan rotor sangkar

(squirrel cage rotor).

II.3. Prinsip Kerja Motor Induksi Satu Fasa

II.3.1. Teori Medan Putar Silang

Prinsip kerja motor induksi satu fasa dapat dijelaskan dengan

menggunakan teori medan putar silang (cross-field theory). Jika motor induksi

satu fasa diberikan tegangan bolak-balik satu fasa maka arus bolak-balik akan

mengalir pada kumparan stator. Arus pada kumparan stator ini menghasilkan

medan magnet seperti yang di tunjukkan oleh garis putus-putus pada Gambar 2.2.

C

ABelitan rotor Belitan stator

Gambar 2.2. Medan Magnet Stator Berpulsa Sepanjang Garis AC.

Arus stator yang mengalir setengah periode pertama akan membentuk

kutub utara di A dan kutub selatan di C pada permukaan stator. Pada setengah

periode berikutnya, arah kutub-kutub stator menjadi terbalik. Meskipun kuat

medan magnet stator berubah-ubah yaitu maksimum pada saat arus maksimum


dan nol pada saat arus nol serta polaritasnya terbalik secara periodik, aksi ini akan

terjadi hanya sepanjang sumbu AC. Dengan demikian, medan magnet ini tidak

berputar tetapi hanya merupakan sebuah medan magnet yang berpulsa pada posisi

yang tetap (stationary).

Seperti halnya pada transformator, tegangan terinduksi pada belitan

sekunder, dalam hal ini adalah kumparan rotor. Karena rotor dari motor induksi

satu fasa pada umumnya adalah rotor sangkar dimana belitannya terhubung

singkat, maka arus akan mengalir pada kumparan rotor tersebut. Sesuai dengan

hukum Lenz, arah dari arus ini (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2) adalah

sedemikian rupa sehingga medan magnet yang dihasilkan melawan medan magnet

yang menghasilkannya. Arus rotor ini akan menghasilkan medan magnet rotor dan

membentuk kutub-kutub pada permukaan rotor. Karena kutub-kutub ini juga

berada pada sumbu AC dengan arah yang berlawanan terhadap kutub-kutub stator,

maka tidak ada momen putar yang dihasilkan pada kedua arah sehingga rotor

tetap diam. Dengan demikian, motor induksi satu fasa tidak dapat diasut sendiri

dan membutuhkan rangkaian bantu untuk menjalankannya.

Arah putaran

BD

C

A

Gambar 2.3. Motor Dalam Keadaan Berputar


Misalkan sekarang motor sedang berputar. Hal ini dapat dilakukan dengan

memutar secara manual (dengan tangan) atau dengan rangkaian bantu.

Konduktor-konduktor rotor akan memotong medan magnet stator sehingga timbul

gaya gerak listrik pada konduktor-konduktor tersebut. Hal ini diperlihatkan pada

Gambar 2.3 yang menunjukkan rotor sedang berputar searah jarum jam.

Jika fluks rotor seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.3 mengarah ke

atas sesuai dengan kaidah tangan kanan Fleming, arah gaya gerak listrik (ggl)

rotor akan mengarah keluar kertas pada setengah bagian atas rotor dan mengarah

ke dalam kertas pada setengah bagian bawah rotor. Pada setengah periode

berikutnya arah dari gaya gerak listrik yang dibangkitkan akan terbalik. Gaya

gerak listrik yang diinduksikan ke rotor adalah berbeda dengan arus dan fluks

stator. Karena konduktor-konduktor rotor terbuat dari bahan dengan tahanan

rendah dan induktansi tinggi, maka arus rotor yang dihasilkan akan tertinggal

terhadap gaya gerak listrik rotor mendekati 90o. Gambar 2.4 menunjukkan

hubungan fasa dari arus dan fluks stator, gaya gerak listrik, arus dan fluks rotor.

90

Tegangan induksi rotor

Fluks dan arus stator

Fluks dan arus rotor

I, V, φ

tω

Gambar 2.4. Fluks Rotor Tertinggal Terhadap Fluks Stator Sebesar 90°


Sesuai dengan kaidah tangan kanan Fleming, arus rotor ini akan

menghasilkan medan magnet, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5 karena

medan rotor ini terpisah sebesar 90o dari medan stator, maka disebut sebagai

medan silang (cross-field). Nilai maksimum dari medan ini seperti yang

ditunjukkan oleh Gambar 2.5, terjadi pada saat seperempat periode setelah gaya

gerak listrik rotor yang dibangkitkan adalah telah mencapai nilai maksimumnya.

Karena arus rotor yang mengalir disebabkan oleh suatu gaya gerak listrik bolak-

balik maka medan magnet yang dihasilkan oleh arus ini adalah juga bolak-balik

dan aksi ini terjadi sepanjang sumbu DB (lihat Gambar 2.5).

Arah putaran

BD

C

A

Gambar 2.5. Medan Silang yang Dibangkitkan Arus Stator

Karena medan silang beraksi pada sudut 90o terhadap medan magnet stator

dengan sudut fasa yang juga tertinggal 90o terhadap medan stator, kedua medan

bersatu untuk membentuk sebuah medan putar resultan yang berputar dengan

kecepatan sinkron yang ditunjukkan pada Gambar 2.6.


a b c d e f g h i

φ

tω

sφ rφ

a b c d e

Rr Φ=Φ

Rs Φ=ΦsΦ

sΦ

sΦ

sΦ

Rr Φ=Φ

Rr Φ=Φ

RΦ

RΦ

RΦ

RΦ

rΦ

rΦ

rΦ

Rs Φ=Φ

f g h i

Gambar 2.6. Phasor Medan Putar yang Dihasilkan Oleh Belitan Stator dan Rotor.

II.3.2. Teori Medan Putar Ganda

Teori medan putar ganda (double revolving-field theory) adalah suatu

metode lain untuk menganalisis prinsip perputaran motor induksi satu fasa

disamping teori medan putar silang. Menurut teori ini, medan magnet yang

berpulsa dalam waktu tetapi diam dalam ruangan dapat dibagi menjadi dua medan

magnet, dimana besar kedua medan magnet ini sama dan berputar dalam arah

yang berlawanan. Dengan kata lain, suatu fluks sinusoidal bolak-balik dapat

diwakili oleh dua fluks yang berputar, yang masing-masing nilainya sama dengan

setengah dari nilai fluks bolak-balik tersebut dan masing-masing berputar secara

sinkron dengan arah yang berlawanan.


Pada Gambar 2.7.a menunjukkan suatu fluks bolak-balik yang mempunyai

nilai maksimum mφ . Komponen fluksnya A dan B mempunyai nilai yang sama

yaitu mφ /2, berputar dengan arah yang berlawanan dan searah jarum jam, seperti

ditunjukkan anak panah.

A= m/2

B= m/2+ m

y

y

y

y

A

B

m sin-+

y

y

A

B

m/2

m/2

(a) (b) (c)

-m

y

y

A

B

y

y

A

B

(d) (e)

Gambar 2.7. Konsep Medan Putar Ganda.

Pada beberapa saat ketika A dan B telah berputar dengan sudut +θ dan –θ

seperti pada Gambar 2.7.b, maka besar fluks resultan adalah :

θφφφφ

φ 2cos2.2

24

222 mmmmr −

+= ................................................(2.1)

θφφ sinmr = ( weber )

dimana : rφ = fluks resultan ( weber )

mφ = fluks maksimum ( weber )

θ = sudut ruang


Setelah seperempat periode putaran, fluks A dan B akan berlawanan arah

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.7.c, sehingga resultan fluksnya sama

dengan nol. Setelah setengah putaran, fluks A dan B akan mempunyai resultan

sebesar -2 x mφ /2 = - mφ , seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.7.d. Setelah

tiga perempat putaran, resultan akan kembali nol seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 2.7.e dan demikianlah seterusnya. Jika nilai-nilai dari fluks resultan

digambarkan terhadap θ diantara θ = 0o sampai θ = 360o, maka akan didapat suatu

kurva seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.8.

.

0 o 90 o 180o 270o 360 o

Flu

ks

Gambar 2.8. Kurva Fluks Resultan Terhadapθ

Pada saat rotor berputar sesuai dengan arah momen putar medan maju

dengan kecepatan tertentu, maka besar slip terhadap momen putar medan maju

(sf) yang terjadi adalah :

sn

nns

s

rsf =

−= ……………………………..........................(2.2)


dimana :

ns = kecepatan sinkron ( rpm )

nr = kecepatan putaran rotor (rpm)

Sedangkan slip terhadap momen mundur (sb) dengan rotor menentang arah

momen putar mundur adalah :

( ) ( )

s

rss

s

rsb n

nnnn

nns

−−=

−−=

2

ssb −= 2 ………………………………................................(2.3)

Masing-masing dari komponen fluks tersebut memotong konduktor rotor

sehingga menginduksikan ggl dan pada akhirnya menghasilkan torsi sendiri.

Kedua torsi mempunyai arah saling berlawanan seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 2.9. pada keadaan diam kedua komponen torsi tersebut adalah sama

besar, sehingga torsi asut adalah nol. Pada saat motor berputar, besar kedua

komponen torsi tersebut tidaklah sama sehingga torsi resultan membuat motor

tetap berputar pada putarannya.

Kecepatan

Torsi

0 ns-ns

Torsi arah maju

Torsi arah mundur

Torsi resultan

Gambar 2.9. Karakteristik Torsi - Kecepatan Motor Induksi Satu Fasa


II.4. Jenis-Jenis Motor Induksi Satu Fasa

Cara paling mudah untuk menjalankan motor induksi satu fasa adalah

dengan menambahkan sebuah kumparan bantu pada kumparan utama di bagian

stator sehingga motor dapat dijalankan. Jika dua kumparan terpisah 90o listrik

pada stator motor dan eksitasi dengan dua ggl bolak-balik yang berbeda fasa

sebesar 90o listrik, dihasilkan medan magnet putar. Jika dua kumparan terpisah

demikian dihubungkan paralel ke suatu sumber fasa, medan yang dihasilkan akan

bolak-balik, tetapi tidak berputar Karena kedua kumparannya ekivalen dengan

satu kumparan fasa. Akan tetapi, jika suatu impedansi dihubungkan seri dengan

salah satu kumparan ini, arusnya akan berbeda fasa. Dengan pemilihan impedansi

yang cocok, arus dapat dibuat agar berbeda fasa sampai 90o listrik, sehingga

menghasilkan medan putar sama seperti medan dari motor dua fasa. Inilah prinsip

dari pemisahan fasa (phase splitting).

Pada keadaan berputar, motor induksi satu fasa dapat menghasilkan

momen putar hanya dengan satu kumparan. Sehingga dengan bertambahnya

kecepatan motor kumparan bantu dapat dilepas dari rangkaian. Pada kebanyakan

motor, hal ini dilakukan dengan menghubungkan sebuah saklar sentrifugal yang

bekerja melepaskan hubungan kumparan bantu sistem.

Motor induksi satu fasa dikenal dengan beberapa nama. Penerapannya

menjelaskan cara-cara yang dipakai untuk menghasilkan perbedaan fasa antara

arus yang mengalir pada kumparan utama dan arus yang mengalir pada kumparan

bantu.


II.4.1. Motor Fasa Terpisah

Gambar rangkaian motor induksi fasa terpisah ditunjukkan pada Gambar

2.10.a. Kumparan bantu memiliki perbandingan tahanan terhadap reaktansi yang

lebih tinggi daripada kumparan utama, sehingga kedua arus akan berbeda fasa

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.10.b. Perbandingan tahanan terhadap

reaktansi yang tinggi dapat dengan menggunakan kawat yang lebih murni pada

kumparan bantu. Hal ini diizinkan karena kumparan bantu hanya dipakai pada

saat start. Saklar sentrifugal akan memisahkan dari rangkaian segera setelah

dicapai kecepatan sinkron sekitar 70 sampai 80 persen kecepatan sinkron.

Karakteristik momen putar vs kecepatan dari motor ini ditunjukkan pada

Gambar 2.10.c. Gambar ini memperlihatkan nilai torsi masing-masing kecepatan

motor, mulai dari posisi diam sampai kecepatan nominal, dan seterusnya sampai

kecepatan sinkron. Torsi start adalah torsi yang tersedia bila motor mulai berputar

dari posisi diam. Torsi beban penuh adalah torsi yang dihasilkan bila motor

berputar pada keluaran nominal. Bila beban terus berangsur-angsur diperbesar

dari keadaan dimana motor berputar pada keluaran nominal untuk melayani beban

dan torsi maksimum dari poros motor yang dapat digunakan dapat dilampaui,

maka motor menjadi tidak mampu melayani beban dan berhenti. Nilai maksimum

dari torsi dalam hal ini disebut torsi maksimum Tmaks.


Rotor

KumparanBantu

KumparanUtama

I Ia

Im

V

Im

V

Ia

I

α

(a) (b)

100

200

300

25 50 75 100

Persen Torsi

Persen Kecepatan Sinkron

OperasiSaklar Sentrifugal

Kumparan UtamaKumparan Bantudan Kumparan

Utama

0

Torsi Start

Titik Operasi

Torsi Beban Penuh

Kecepatan BebanPenuh

Torsi Maksimum

KecepatanSinkron

(c)

Gambar 2.10. Motor Fasa Terpisah

II.4.2. Motor Kapasitor Start

Konstruksi motor kapasitor start ditunjukkan pada Gambar 2.11a. Untuk

mendapatkan torsi putar awal yang lebih besar, yaitu : dengan cara

menghubungkan sebuah kapasitor yang dipasang secara seri dengan kumparan

bantu seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.11.b. Hal ini akan menaikkan

sudut fasa antara arus kumparan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.11.c.

Karakteristik momen putar-kecepatan putar dari motor ini dapat ditunjukkan pada

Gambar 2.11.d. Karena kapasitor dipakai hanya untuk pada saat start, jenis


kapasitor yang dipakai adalah kapasitor elektrolit. Motor ini menghasilkan momen

putar start yang lebih tinggi.

SaklarSentrifugal

KapasitorStart

Rotor

KumparanBantu

KumparanUtama

I Ia

Im

V

(a) (b)

V

Ia

Im

α

I

Persen Kecepatan Sinkron25 50 75 100

Persen

To

rsi

0

OperasiSaklar Sentrifugal

Tstart Tmax

Kec. Beban Penuh

T Beban Penuh

(c) (d)

Gambar 2.11. Motor Kapasitor Start


II.4.3. Motor Kapasitor Permanen

Konstruksi dari motor kapasitor permanen ditunjukkan pada Gambar

2.12a. gambar rangkaian ekivalen motor ini seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 2.12.b. kapasitor dihubungkan seri dengan kumparan bantu dan tidak

dilepas setelah pengasutan dilakukan dan tetap tinggal pada rangkaian. Hal ini

menyederhanakan konstruksi dan mengurangi biaya serta memperbaiki ketahanan

motor karena saklar sentrifugal tidak digunakan. Faktor daya, denyutan momen

putar, dan efisiensi akan lebih baik karena motor berputar seperti motor dua fasa.

Sudut fasa antar kumparan ditunjukkan pada Gambar 2.12.c. Jenis kapasitor yang

digunakan adalah kapasitor kertas. Karakteristik momen putar – kecepatan motor

ini ditunjukkan pada Gambar 2.12.d.

CRotor

KumparanBantu

KumparanUtama

I Ia

Im

V

(a) (b)

V

Ia

I

Im

α

100

200

300


Persen Torsi

0

Tmax

T start

Kecepatan BebanPenuh

(c) (d)

Gambar 2.12. Motor Kapasitor Permanen


II.4.4. Motor Kapasitor Start – Kapasitor Run

Motor ini mempunyai dua buah kapasitor, satu digunakan pada saat start

dan satu lagi digunakan pada saat berputar, seperti ditunjukkan pada Gambar

2.13.a. Secara praktis keadaan start dan berputar yang optimal dapat diperoleh

dengan menggunakan dua buah kapasitor elektrolit. Kapasitor Run secara

permanen dihubungkan seri dengan kumparan bantu dengan nilai yang lebih kecil

dan dipakai kapasitor kertas. Sudut fasa antar kumparan sama seperti pada motor

kapasitor permanen seperti pada Gambar 2.13.b. Karakteristik momen putar-

kecepatan dari motor ini ditunjukkan pada Gambar 2.13.c.

Rotor

KumparanBantu

KumparanUtama

I Ia

Im

C Run

C Start

V S

V

Ia

I

Im

α

(a) (b)


Persen Torsi

OperasiSaklar

Sentrifugal

Tmax

Tstart

T Beban Penuh

Kec. Beban Penuh

(c)

Gambar 2.13. Motor Kapasitor Start – Kapasitor Run


II.4.5. Motor Shaded Pole

Motor ini mempunyai kutub tonjol dan sebagian dari masing-masing kutub

dikelilingi oleh lilitan rangkaian terhubung singkat yang terbuat dari tembaga

yang disebut kumparan terarsir seperti pada Gambar 2.14.a. Arus imbas yang

terdapat pada kumparan yang terarsir menyebabkan fluksi yang berada pada

bagian lain. Hasilnya seperti medan putar yang bergerak dalam arah dari daerah

kutub yang tidak terarsir ke bagian kutub yang terarsir dan menimbulkan momen

putar saat dihidupkan yang kecil. Karakteristik motor shaded pole ditunjukkan

pada Gambar 2.14.b.

Rotor

KumparanUtama

KutubTerarsir

T start

100

200


Persen

Torsi

0

Tmax

T Beban Penuh

Kec. Beban Penuh

(a) (b)

Gambar 2.14. Motor Shaded Pole

II.5. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Satu Fasa

Konsep medan putar ganda pada motor induksi satu fasa menjelaskan

bahwa fluks yang dihasilkan ekivalen dengan dua buah fluks yang mempunyai

besar yang sama dan berputar dalam arah yang berlawanan pada kecepatan

sinkron. Masing-masing fluks ini akan mengimbaskan komponen arus rotor dan

menghasilkan gerak motor induksi seperti pada motor induksi fasa banyak.


Hal yang sederhana dan penting bahwa motor induksi ini hanya beroperasi pada

kumparan utama.

II.5.1. Pada Keadaan Diam

Pada saat keadaan diam, jika rangkaian stator dihubungkan dengan

tegangan satu fasa, maka motor induksi dapat dinyatakan sebagai transformator

dengan kumparan sekunder terhubung singkat. Rangkaian motor induksi satu fasa

tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.15.

I1 R1 X2I2X1

R2Rc Xm

Im

V

Gambar 2.15. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Satu Fasa

Dengan menggunakan konsep medan putar fluks yang dihasilkan

kumparan stator dapat dipecah menjadi dua bagian yaitu : medan putar maju dan

medan putar mundur. Kedua medan putar ini akan mengimbaskan ggl pada

kumparan rotor sehingga tahanan dan reaktansi pada kumparan rotor

diekivalenkan masing-masing adalah setengah dari nilai tahanan dan reaktansi

kumparan rotor sesungguhnya, yaitu R2/2 dan X2/2 seperti yang terlihat pada

Gambar 2.16 .


I1 R1 0,5 X2IfX1

0,5 R2Rc Xm

Imf

V 0,5 X2Ib

0,5 R2Rc Xm

Imb

Medanmaju

Medanmundur

0,5 Zf

0,5 Zb

Gambar 2.16. Motor Induksi Satu Fasa Dalam Keadaan Diam

II.5.2. Pada Saat Beroperasi

Pada saat kecepatan motor induksi mulai bertambah dan bekerja hanya

pada kumparan utama. Pada arah medan maju menggunakan slip s, arus rotor

yang diimbaskan medan maju mempunyai frekuensi s.f, dimana f adalah frekuensi

stator. Arus rotor ini akan menghasilkan fluks yang bergerak maju pada kecepatan

slip. Fluks ini akan membangkitkan ggl dengan arah maju pada kumparan utama

stator. Pangaruh pada rotor jika dilihat dari sisi stator dapat dinyatakan sebagai

suatu impedansi sebesar 0,5 R2/s + j 0,5 X2 paralel dengan Xm dan Rc. Seperti

yang terlihat pada Gambar 2.17 dengan menggunakan simbol f.

Pada arah medan putar mundur, rotor tetap bergerak dengan slip s

berpatokan pada medan maju dan besarnya kecepatan putar medan maju adalah

n = 1 – s……………………………………..............................(2.4)


Kecepatan relatif dari rotor dengan berpatokan pada medan mundur adalah

1+ n,

Atau besarnya slip terhadap medan mundur adalah :

1 + n = 2 – s……………………………………......................(2.5)

Selanjutnya medan mundur mengimbaskan arus rotor dengan frekuensi (2

– s)f. Arus rotor ini akan menghasilkan fluks yang bergerak mundur. Fluks ini

akan mengimbaskan ggl pada medan mundur kumparan stator. Pengaruh tersebut

dapat diperlihatkan pada Gambar 2.17.

I1 R1 0,5 X2IfX1

0,5 R2/s Rc Xm

Imf

V 0,5 X2Ib

0,5 R2/sm=0,5 R2/(2-s)

Rc Xm

Imb

Medanmaju

Medanmundur

0,5 Zf

0,5 Zb

Gambar 2.17. Motor Induksi Satu Fasa Dalam Keadaan Beroperasi

Dengan menggunakan rangkaian ekivalen di atas, kita dapat menghitung arus

stator, arus rotor, daya masukan, dan faktor daya untuk sembarang harga slip

apabila tegangan yang diberikan dan impedansi motor diketahui.


Dari rangkaian di atas, didapat :

Zm = mc

mc

jXRjXR

+. ( Ω )........................................................(2.6)

Zf = Rf + jXf = m

m

ZjXsRZjXsR

5,0)/(5,0)/(

22

22

+++

( Ω ).........................(2.7)

Zb = Rb + jXb = m

m

ZjXsRZjXsR5,0))2(/(

5,0))2(/(

22

22

++−+−

( Ω ).…............(2.8)

Dan

I1 = bf ZZjXR

V5,05,011

1

+++ ( Ampere )................................(2.9)

Dimana :

R1 = Resistansi kumparan stator

R2 = Resistansi kumparan rotor

X1 = Reaktansi bocor kumparan stator

X2 = Reaktansi bocor kumparan rotor

Xm = Reaktansi pemagnetan

Rc = Tahanan inti tembaga

Zm = Impedansi pemagnetan

I1 = Arus pada kumparan stator


II.6 KAPASITOR

II.6.1 Umum

Kapasitor adalah suatu alat untuk menyimpan muatan dan energi.

Konstruksi kapasitor umumnya terdiri dari dua buah konduktor yang berdekatan

namun dipisahkan oleh dielektrik.

Kapasitansi kapasitor adalah suatu kemampuan kapasitor untuk

menyimpan muatan. Misalkan Q coulumb adalah besar muatan yang diberikan

pada dua keping sejajar dan jika V adalah beda potensial antara kedua keping

sejajar tersebut, maka kapasitansinya adalah :

=CVQ ……………......................………….(2.10)

dimana : C = Kapasitansi Kapasitor ( Farad )

Q = Muatan ( Coulumb )

V = Beda Potensial ( Volt )

Kapasitansi bergantung semata-mata pada susunan geometris konduktor

kapasitansi dari kapasitor keping sejajar adalah :

=CVQ =

sAε ……………………….....................(2.11)

rεεε 0=

Dimana : =0ε permitivitas ruang hampa ( 8,85 X 10 F/m )

=rε permitivitas bahan isolasi konduktor

A = luas permukaan konduktor ( m2 )

s = jarak antar kedua konduktor ( m )


II.6.2 Kapasitor Elektrolit

Suatu kapasitor elektrolit digunakan dimana sejumlah besar kapasitansi

diperlukan. Seperti dalam nama yang tersirat, suatu kapasitor elektrolit berisi

suatu asam aki (elektrolit). Elektrolit ini dapat dalam wujud suatu cairan kapasitor

elektrolit basah dan kering. Suatu kapasitor elektrolit kering berisi dua plat metal

utama yang dipisahkan oleh elektrolit. Kapasitor ditempatkan di dalam suatu

aluminium container silindris seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.18. Nilai

kapasitansi (X) dan tegangan rating dari kapasitor biasanya dicetak dalam sisi

aluminium.

Gambar 2.18 Kapasitor Elektrolit Yang Dipakai Pada Motor Kapasitor Start

Secara internal, kapasitor elektrolit dibangun dengan cara yang sama

dengan kapasitor kertas/paper. Plat positif terdiri dari aluminium kertas perak

yang ditutup dengan suatu lapisan oksida yang tipis. Film oksida yang tipis ini

dibentuk oleh suatu proses electrochemical yang bertindak sebagai dielektrikum

untuk kapasitor itu. Selanjutnya dalam hubungan dengan oksida adalah suatu

potongan kain kasa/kabut tipis atau paper/kertas yang mana telah diliputi dengan

suatu lekatan elektrolit. Elektrolit bertindak sebagai plat negatif dari kapasitor itu.

Suatu potongan aluminium kedua melawan terhadap elektrolit untuk menyediakan


kontak listrik ke elektroda negatif (elektrolit). Ketika ketiga lapisan berada pada

tempatnya, maka ketiga lapisan tersebut digulung ke dalam suatu silinder seperti

yang ditunjukkan di dalam Gambar 2.19

Gambar 2.19 Konstruksi Dari Kapasitor Elektrolit Dan Kertas

Hal ini memberikan arti bahwa bentuk plat positif dapat secara kebetulan

dihubungkan kepada terminal negatif ke sumber, dielektrikum oksida film yang

tipis akan terpisah dan kapasitor akan menjadi suatu konduktor (terhubung

singkat). Polaritas dari terminal secara normal dapat ditandai pada kapasitor itu.

Karena suatu kapasitor elektrolit polaritasnya sensitif, penggunaanya biasanya

terbatas untuk suatu sirkit dc atau untuk suatu sirkit dimana suatu tegangan arus

bolak-balik kecil dilapiskan pada suatu tegangan dc. Khusus kapasitor elektrolit

tersedia untuk aplikasi arus bolak-balik tertentu, seperti motor kapasitor starting.

Kapasitor elektrolit kering berubah-ubah di dalam ukurannya dari sekitar 4

mikrofarad sampai ribuan mikrofarad dan mempunyai suatu kemampuan tegangan

kerja kira-kira 500 volt.


II.7 SAKLAR SENTRIFUGAL

Saklar sentrifugal adalah sebuah saklar listrik yang beroperasi

menggunakan kekuatan sentrifugal yang diperoleh dari sebuah batang poros yang

berputar, yang umum digunakan dari suatu motor listrik. Saklar dirancang untuk

mengaktifkan atau menonaktifkan sebagai fungsi yang menyangkut kecepatan

pemutaran pada batang poros tersebut.

Gambar 2.20 Saklar Sentrifugal.

Penggunaan yang paling umum dari saklar sentrifugal adalah di dalam

phasa tunggal, motor induksi phasa belah (split-phase induction motor) dan motor

kapasitor start. di sini, saklar digunakan untuk memutuskan rangkaian belitan

bantu (starting) dari motor ketika motor mendekati putaran nominalnya. Dalam

hal ini saklar sentrifugal terdiri dari anak timbangan yang menjulang kepada

batang poros dari motor dan memegang dekat batang dengan kekuatan lompatan

(spring force). Pada posisi diam, pengungkit berkait dengan anak timbangan

sehingga membuat suatu geseran rendah, lapisan non-konduktif melawan terhadap

satu set kontak elektrik yang menjulang kepada badan motor, menutup kontak dan

menghubungkan belitan bantu (starting) ke sumber. Ketika motor mencapai suatu


kecepatan mendekati kecepatan operasi yang normalnya sekitar 75 % dari

kecepatan sinkron, gaya sentrifugal memaksa gaya spring dan anak timbangan

mengayun ke luar, mengangkat plat lapisan menjauh dari kontak listrik. Sehingga

menggerakkan kontak untuk membuka dan memutuskan belitan bantu dari

sumber. Gambar dari saklar sentifugal ditunjukkan pada Gambar 2.20.

Gambar 2.21 Posisi Letak Dari Saklar Sentrifugal


Documents

Motor Kapasitor