SKEMA DAN CARA KERJA MOTOR AC

Danang Susilo 7106040040 3 EB D IV

MOTOR AC

Jenis-Jenis Motor AC

Dari segi hubungan putaran dan frekuensi /putaran fluks magnet stator, motor AC dibedakan atas, pertama, motor serempak (motor sinkron ), disebut demikian karena putaran motor sama dengan putaran fluks magnet stator, motor tidak dapat berputar sendiri meski lilitan stator telah dihubungkan dengan tegangan luar, agar bergerak perlu penggerak permulaan , umumnya menggunakan mesin lain. Kedua, motor asinkron (motor takserempak) , putaran motor tidak sama dengan putaran fluks magnet stator , ada selisih yang disebut slip.

Ditinjau dari jumlah fasa tegangan yang digunakan dapat dikenal dua jenis motor :

a. motor satu fasa , untuk menghasilkan tenaga mekanik, dimasukkan tegangan satu fasa . Yang sering digunakan motor satu fasa dengan lilitan dua fasa (maksudnya dalam motor satu fasa lilitan statornya terdiri dua jenis lilitan, yaitu lilitan pokok dan lilitan bantu . Dibuat sehingga walaupun arus yang mengalir pada motor adalah arus/tegangan satu fasa tetapi akan mengakibatkan arus yang mengalir pada masing-masing lilitan mempunyai perbedaan fasa, disebut juga motor fasa bela, ada bermacam motor satu fasa: motor kapasitor, motor kutub bayangan, motor repulse, motor seri

b. motor tiga fasa , untuk menghasilkan tenaga mekanik tegangan yang dimasukkan pada motor tersebut adalah tegangan tiga fasa.

Bab ini akan membahas khusus hanya motor AC jenis induksi tiga fasa.

Konstruksi Motor Induksi

Motor tipe ini digambarkan seperti gambar di bawah ini. Tiga bagian dasar dari motor AC adalah rotor, stator dan badan penutup. Stator dan rotor merupakan rangkaian listrik yang akan menghasilkan elektromagnet.

Stator adalah bagian yang diam dari motor. Stator tersusun dari kumparan stator dan inti. Inti dari stator tersusun dari tumpukan lempengan besi tipis yang laminasi dan disatukan. Inti berfungsi sebagai dukungan mekanis sekalikus kanalisasi fluks magnet yang akan dihasilkan.

gambar 1. konstruksi stator.

Rotor adalah bagian yang berputar dari motor. Tipe rotor yang paling umum dipakai adalah rotor ”squirrel cage” atau rotor sangkar tupai. Tipe yang lainnya akan disebutkan nanti. Konstuksi rotor sangkar tupai diilhami dari putaran roda latihan yang ditemukan pada kandang hewan peliharaan.

Rotor terdiri dari tumpukan lempengan besi tipis yang dilaminasi dan batang konduktor yang mengitarinya. Tumpukan besi yang dilaminasi disatukan untuk membentuk inti rotor. Alumunium (sebagai batang konduktor) dimasukkan ke dalam slot dari inti rotor untuk membentuk serangkaian konduktor yang mengelilingi inti rotor. Arus yang akan mengalir melalui konduktor akan membentuk elektromagnet.

Secara mekanik dan elektrik batang-batang konduktor disambungkan ke ujung cincin. Inti rotor diletakkan menempel ke as dari besi yang membentuk konstrusi rotor secara penuh.

gambar 2. konstruksi rotor.

Penutup terdiri dari suatu rangka (frame/Yoke)dan dua ujung brackets (bearing housing). Stator ditempatkan di dalam rangka. Rotor diletakkan di sisi dalam stator dan dipisahkan oleh rongga udara. Sehingga tidak ada hubungan fisik secara langsung antara rotor dan stator. Penutup juga melindungi dari bahaya listrik dan bagian motor yang bertegangan maupun berputar dari efek yang membahayakan lingkungan selama motor beroperasi. Bearing ditempelkan di as guna mendukung secara mekanis agar dapat rotor berputar. Sebuah kipas juga ditempatkan di as dan digunakan sebagai pendingin motor.

Membuat Medan Magnet Putar

Prinsip elektromagnetik dapat menjelaskan putaran as motor induksi tiga fasa.

Perlu diingat bahwa stator pada motor AC terdiri dari kumparan penghantar dan intinya.

                                Gambar 3. Stator sebagai medan putar.

Susunan Kumparan Stator

Skema pada gambar 4. menggambarkan hubungan antar coil. Pada contoh ini digunakan enam coil, masing-masing dua coil pada setiap fasa dari tiga fasa yang ada. Semua coil dioperasikan secara berpasangan. Masing-masing kumparan motor menjadi elektromagnet terpisah. Kumparan dililitkan pada masing-masing jalur yang dilewati arus. Pada pasangan kumparan salah satu menjadi kutub utara dan salah satunya lagi menjadi kutub selatan. Sebagai contoh, jika A1 adalah kutub utara maka A2 menjadi kutub selatan . Ketika arah arus dibalik polaritasnya maka kutub juga akan membalik.

                                   Gambar 4. Skema induksi pada coil stator.

Stator dihubungkan ke sumber tegangan AC tiga fasa. Pada ilustrasi berikut fasa A dihubungkan pada fasa A dari sumber tegangan. Secara berturut-turut fasa B dan C juga akan dihubungkan pada fasa B dan C sumber tegangan.

                             Gambar 5.

Kumparan fasa (A, B, dan C) diletakkan secara terpisah sejauh 1200. berpasangan pada contoh berikut pasangan kedua dari tiga fasa lilitan dipasang. Jumlah kutub ditentukan oleh berapa kali sebuah kumparan fasa muncul. Pada contoh, masing-masing kumparan muncul dua kali. Ini berarti bahwa stator adalah stator dua kutub. Jika masing-masing kumparan fasa muncul empat kali, maka akan menjadi stator empat kutub.

                           Gambar 6.

Saat tegangan AC dikenakan pada stator, arus akan mengalir melalui kumparan. Medan magnet akan dihasilkan oleh sebuah kumparan fasa dimana tergantung pada arah arus yang melewati kawat tersebut. Tabel 5.1. hanya digunakan menjelaskan prosesnya. Ini akan digunakan pada ilustrasi berikutnya untuk mendemonstrasikan bagaimana sebuah medan magnetik berputar dihasilkan. Disini diasumsikan bahwa sebuah aliran arus positif pada lilitan A1, B1 dan C1 menghasilkan kutub utara.

Tabel 5.1.

Waktu Awal

Pada ilustrasi di atas, waktu awal telah ditentukan. Dimana pada fasa A tidak ada lairan arus, pada fasa B ada aliran arus negatif dan pada fasa C ada aliran arus positif.

Mengacu ke tabel 5.1. di atas, B1 dan C2 merupakan kutub selatan dan B2 dan C1 merupakan kutub utara. Garis-garis gaya fluks magnet meninggalkan kutub utara B2 dan masuk pada kutub selatan terdekat, C2. Garis-garis gaya fluks magnet juga

meninggalkan kutub utara C1 dan masuk ke kutub selatan terdekat, B1. Medan magnetik hasil ditunjukkan oleh anak panah dalam stator.

Waktu 1

Jika medan magnet dievaluasi pada interval 60o dari titik awal, pada waktu 1, dapat dilihat bahwa medan magnet akan diputar 60o. Pada waktu 1, fasa C tidak memiliki aliran arus, fasa A memiliki aliran arus positif, dan fasa B memiliki aliran arus yang berarah negatif. Logika yang sama seperti yang digunakan pada waktu awal, lilitan A1 dan B2 adalah kutub utara dan lilitan A2 dan B1 adalah kutub selatan.

Gambar 7. waktu 1

Waktu 2

Pada waktu 2, medan magnet diputar 60o. Pada fasa B tidak terdapat aliran arus.

Meskipun arus menurun pada fasa A, itu masih mengalir pada arah positif. Fasa C sekarang mengalir pada arah yang negative. Pada saat awal mulai, itu mengalir pada arah positif. Aliran arus telah dirubah arahnya pada lilitan fasa C dan kutub magnetic memiliki polaritas yang berlawanan.

                                 Gambar 8. waktu 2.

Waktu Akhir (satu putaran penuh 360o)

Pada akhir interval waktu keenam, medan magnet akan diputar satu putaran penuh atau 360o. Proses ini akan diulang 60 kali per deti pada sumber tegangan 60 Hz.

                                                           Gambar 9. Skema perputaran.