bab1,ttl3_ika

5/13/2018 bab1,ttl3_ika - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/bab1ttl3ika 1/15

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Percobaan Arah Putaran Motor Fasa Tunggal

1.1.1. Tujuan

1. Untuk menemukan faktor-faktor yang mempengaruhi arah putaran dan

kecepatan motor fasa tunggal.

2. Menjelaskan operasi motor induksi

3. Membalik arah motor Split-Phase dan menghitung slip.

1.1.2. Teori Dasar

Motor AC 1 Fasa banyak digunakan pada peralatan rumah tangga

listrik, misalnya pompa air, mesin cuci, lemari es, mixer, kipas angin dan

sebagainya.

Karena bentuknya yang sederhana dan harganya yang relatif murah

motor induksi 1 fasa banyak dipakai untuk keperluan motor-motor kecil.

Struktur motor induksi 1 fasa hampir sama dengan motor induksi 3 fasa.

Motor AC 1 fasa berkapasitas kecil ini sering dikenal dengan nama

Fraction Horse Power Motor, dibuat dalam berbagai macam type sesuai

dengan kebutuhan. Motor ini bekerja pada arus bolak balik 1 fasa dengan

frekuensi nominal.

Disebut motor 1 fasa karena untuk mendapatkan daya mekanik

hanya dipelukan sumber satu fasa, yang pada dasarnya motor satu fasa

mempunyai prinsip kerja motor dua fasa, hal ini disebabkan karena pada

lilitan statornya terdiri dari dua lilitan, yaitu lilitan utama dan lilitan bantu

dan diantara keduanya mempunyai beda fasa 90o

Listrik. Dari kedua fluks

yang ada pada lilitan stator tersebut maka terjadilah suatu medan magnit

putar sehingga motor dapat berputar.

Jenis-jenis motor satu phasa yaitu:

a. Motor Fasa Belah (splite phasa motor)



2

Sakelar

sentrifugal

Kumparan

bantu

Kumparan

utama

rotor

Sumber

AC

Jenis motor ini menggunakan rotor sangkar (Squirrel Cage

winding) terdiri dari sejumlah batang tembaga yang dimasukkan ke dalam

alur rotor, pada ujung-ujungnya dihubungkan oleh cincin tembaga

sehingga terdapat sirkuit tertutup. Sedangkan kumparan statornya terdiri

dari dua lilitan yaitu kumparan utama (main winding) dan kumparan bantu

(starting winding). Kedua kumparan tersebut terhubung paralel pada saat

start, kedua-duanya terhubung pada jala-jala kemudian setelah motor

berputar mencapai + 75 % putaran nominal, sebuah saklar sentrifugal akan

memutuskan rangkaian kumparan bantu dan selanjutnya motor bekerja

hanya dengan kumparan utama. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada

gambar di bawah ini:

Gambar 1 Rangkaian Motor Fasa Belah

Dilihat dari konstruksinya motor fasa belah mempunyai saklar

sentrifugal yang berfungsi untuk memutuskan rangkaian kumparan bantu

setelah motor berputar mendekati putaran nominal, dan mencegah arus

lebih dari jala-jala ke kumparan bantu dan juga untuk melindungi

kumparan dari kerusakan yang disebabkan oleh pemanasan arus yang

melewatinya. Konstruksi sakelar sentrifugal dapat dilihat pada gambar di

bawah ini:

Gambar 2 Sakelar Sentrifugal



3

b. Motor Kapasitor

Konstruksi motor kapasitor hampir sama dengan motor fasa belah,

hanya pada motor ini di tambah satu unit kapasitor. Motor kapasitor

bekerja untuk tegangan AC satu fasa dan umumnya banyak digunakan

untuk pompa air, refrigerator, compressor udara, mesin cuci dan lainnya.

Tempat kedudukan kapasitor pada motor terletak pada bagian atas motor

ada juga yang di dalam kerangka motor itu sendiri. Kapasitor ini berfungsi

untuk mempertinggi kopel awal dan mengurangi arus start pada motor

kapasitor dan geseran fasa antara belitan utama dan bantu lebih dipertajam.

Jenis kapasitor yang banyak digunakan pada jenis motor kapasitor ini

antara lain:

1. Kapasitor kertas (The Paper Capacitor)

2. Kapasitor minyak (The oil Capacitor)

3. Kapasitor elektrolit (The electrolytic Capacitor)

Umumnya kapasitas dari kapasitor ini antara 6 QF ± 150 QF. Menurut

hubungan kapasitornya jenis motor kapasitor dapat dibagi menjadi tiga

macam yaitu:

1) Motor kapasitor start (starting capacitor motor)

Motor ini adalah merupakan jelmaan dari motor fasa belah, tetapi

mempunyai kapasitor yang dihubungkan seri dengan belitan bantu dan

sakelar sentrifugal, secara konstruktif sama persis, hanya ditambah satu

unit kapasitor untuk memperbesar kopel awal (start).

Seperti dikatakan di awal prinsip kerja motor kapasitor start ini sama

seperti motor induksi, yaitu jika pada lilitan utama diberikan sumber arus

maka akan terjadi medan magnit putar (fluks magnit) yang ada dan

besarnya sama, tidak ada resultan gaya. Tetapi dengan adanya lilitan bantu

dan kapasitor maka ada beda fasa diantara keduanya, disinilah terjadi fluksi

magnit dan resultan gaya yang berbeda maju atau mundur tergantung



4

Sakelar

sentrifugal

Kumparan

bantu

Kumparanutama

rotor

Sumber AC

capasitor

besarnya resultan gaya itu sendiri dan pada umumnya terjadi resultan gaya

searah jarum jam sehingga motor dapat berputar ke kanan.

Setelah motor berputar 75% dari putaran nominal maka sakelar

sentrifugal bekerja memutuskan rangkaian lilitan bantu dan motor bekerja

hanya dengan lilitan utama.

Keuntungan motor jenis ini dibanding dengan type motor fasa belah

adalah:

o Mempunyai kopel yang lebih kuat.

o Faktor kerjanya lebih besar (mendekati 1)

Secara konstruksi rangkaian kelistrikan motor start kapasitor dapat

dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 3.M

otor start kapasitor

2) Motor kapasitor tetap/running (permanent capacitor motor)

Motor ini mempunyai kapasitor yang dihubungkan seri dengan

kumparan bantu, terhubung paralel dengan kumparan utama dan terhubung

langsung paralel dengan sumber listrik.

Belitan utama, lilitan bantu dan kapasitor tetap terhubung pada

sirkuit jala-jala saat motor bekerja. Jenis motor ini banyak digunakan pada

pompa air satu fasa, dimana lilitan utama dan bantu jumlah lilitannya sama banyak tetapi diameter kawatnya berbeda diantara keduanya. Diameter

kawat lilitan utama lebih besar dibanding diameter lilitan bantunya. Type

motor ini kopel awalnya kurang bagus, tetapi kopel jalan (torsi jalan)

merata. Kebanyakan pompa air berbagai merek banyak menggunakan

jenis motor running kapasitor dengan kecepatan mendekati 3000 rpm,



5

untuk lebih jelasnya rangkaian kelistrikan motor running kapasitor dapat

dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 4. Motor running kapasitor

3) Motor kapasitor start/ running (start-running capacitor motor)

Jenis motor ini adalah perpaduan antara motor start kapasitor dan

running kapasitor, dimana tujuan dibuatnya double kapasitor adalah untuk

memperioleh kopel awal yang lebih besar dan kopel jalan yang merata.

Jenis motor ini banyak digunakan pada room air conditioner. Untuk lebih

jelasnya dapat anda lihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 5. Motor Start-Running Kapasitor

c. Motor Repulsi

Motor repulsi mempunyai dua buah kumparan yaitu kumparan

medan stator dan kumparan rotor. Diantara kedua kumparan tersebut

adalah tidak mempunyai hubungan galvanis antara satu sama lainnya.

Konstruksi rotornya hampir sama dengan rotor motor DC (arus searah).

Motor repulsi mempunyai sebuah belitan stator yang diatur untuk

hubungan ke sumber tegangan dan sebuah belitan rotor yang dihubungkan

ke sebuah komutator.

Kumparan

bantu

Kumparan

utama

rotor

Sumber

AC 1Fasa

Capasitor

permanen

CR Cs

Kumparan

bantuKumparan

utama

Sumber AC1Fasa



6

Secara prinsip motor ini mempunyai belitan stator sama seperti

motor fasa tunggal, tetapi mempunyai rotor seperti rotor motor DC,

dengan sikat-sikat yang berlawanan pada jangkar yang dihubung

singkatkan.

Sikat (brush) dihubungsingkatkan secara permanent. Kumparan

stator dihubungkan dengan sumber arus bolak balik, sehingga mengalir

arus pada stator, maka pada rotor timbul tegangan induksi. Arus induksi

pada rotor menimbulkan magnit. Resultan dari kedua kutub medan dan

kutub jangkar akan menyebabkan terjadinya medan putar. Medan putar ini

terjadi pada kedudukan sikat digeser dari garis netral. Garis netral adalah

letak garis sumbu sikat segaris dengan sumbu kumparan stator, yaitu garis

medan magnit rotor sama dengan statornya.

Kecepatan motor dapat diatur dengan cara menggeser letak sikat ke

kiri atau ke kanan dari garis netral. Semakin besar sudut pergeseran

semakin besar perubahan kecepatan motor demikian pula terhadap momen

kopel dari motor.

Pada dasarnya motor repulsi dapat dibedakan menjadi tiga

kelompok yaitu:

o Motor repulsi start (induction run motor)

o Motor repulse

o Motor Repulsion induction full



7

Prinsip kerja dari ketiga motor tersebut adalah sama hanya bedanya

terletak pada sifat dan pemakaiannya. Untuk lebih jelasnya sirkuit

diagram motor repulsi dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 6. Sirkuit diagram motor repulsi

d. Motor Universal

Motor universal adalah motor seri arus bolak balik, konstruksi

maupun karakteristik motor universal sama dengan motor seri arus searah

(motor seri DC). Keuntungan motor universal ini dapat dioperasikan

dengan sumber tegangan bolak balik atau denga tegangan arus searah pada

nilai tegangan yang sama.

Stator motor universal dapat berupa sepatu kutub (salient pole)

maupun stator silinder (non salient). Motor universal dengan stator sepatu

kutub umumnya beroperasi untuk daya 250 Watt (1/4 HP) ke bawah.

Sedangkan stator non salient dioperasikan untuk daya di atas 250 Watt.

Kecepatan beban nol motor ini sangat tinggi, tetapi pada saat beban

dipasang kecepatan motor berkurang dan akan terus berkurang jika

bebannya bertambah lagi. Pengaturan kecepatan motor universal dapat

dilakukan dengan cara memasang tahanan depan (rheostat resistance)

SU

Sumber AC 1

Fasa

Sikat-sikat

dihubungsingk

atkan

Jangkar

DC

Belitanmedan



8

dihubungkan seri dengan motor. Tahanan depan yang di atur bervariasi

pada motor akan memberikan tegangan masuk bervariasi pada motor,

sehingga fungsi tegangan terhadap kecepatan sesuai dengan formula dasar

dari motor listrik.

Pengaturan kecepatan kedua adalah dengan kumparan medan

dibuat dalam beberapa tingkat (step) untuk memberikan variasi impedansi

lilitan medan, sehingga fluksi medan terhadap kecepatan sesuai dengan

rumus dasar motor listrik. Dengan pengaturan tap-tap lilitan medan

(impedansi medan) maka kecepatan motor dapat diatur. Kopel start motor

universal cukup besar dan kecepatannya bervariasi menurut beban. Di

bawah diperlihatkan gambar rangkaian motor universal dengan variasi

kecepatan.

Gambar 7.(a) Motor universal dengan pengaturan kecepatan

Gambar 07 (b) Motor universal dengan pembalik arah putaran

Di atas telah dijelaskan bahwa motor ini dapat dijalankan dengan

sumber AC maupun DC karena sifatnya ini maka motor ini juga

mempunyai belitan medan dan jangkar yang tidak jauh berbeda

Sumber

1 Fasa

Lilitan medan

Saklar pembalikputaran

Komutator

Rotor lilit

0

132

4Sumber

1 Fasa

Komutator

Sikat-sikat



9

denganmotor DC umumnya. Motor jenis ini banyak digunakan pada alat

rumah tangga misalnya blender, mixer, mesin jahit dan sebagainya.

e. Motor shaded pole (kutub bayangan)

Motor shaded pole atau motor kutub bayangan adalah adalah

sebuah motor induksi satu fasa yang diperlengkapi dengan belitan bantu

yang dihubungkan secara parallel dengan belitan utama. Stator motor

shaded pole berbentuk sepatu kutub (salient). Kumparan stator hanya

terdiri dari kumparan utama. Untuk membentuk medan putar dipasang

shaded coil yang merupakan suatu rangkaian tertutup pada sepatu kutub

tersebut.

Tegangan bolak balik dari kumparan utama akan di induksikan

pada shaded coil. Dengan adanya tegangan induksi ini maka pada shaded

coil akan mengalir arus dan menimbulkan fluks lawan dari kumparan

utama. Dengan demikian terjadi beda fasa antara fluks kumparan utama

dengan fluks shaded coil (kumparan bayangan). Kedua fluks tersebut

berbeda nilainya dan dianggap kutub itu menghasilkan fluks lemah (dalam

cincin) dan di superimpose fluks kuat (diluar cincin) sehingga terdapat

medan putar. Konstruksi motor shaded pole dapat dilihat seperti gambar di

bawah ini:

Gambar 8. Motor Shaded Pole

Sumber AC 1 Fasa

Shaded coil (kutub bayangan)

Lilitan utama

Rotor

sangkar

Fluks bantu

Fluks utama



10

Motor ini dibuat dengan ukuran motor fraction horse power dan

digunakan untuk bermacam-macam kebutuhan seperti kipas angina 2

kecepatan, hair drayer, blower dan sebagainya. Motor ini mempunyai

kopel start yang rendah dan hanya bekerja pada tegangan AC.

1.1.3. Peralatan yang Digunakan

1. Motor fasa tunggal AC

2. Catu Daya: tetap 110 V

3. Tacho-Meter: 1000-2500 RPM

4. M/G Mounting Base

1.1.4. Prosedur Percobaan

1. Mengklem motor pada mounting base dan memasang kopling guard.

2. Menghubungkan motor seperti ditunjukkan pada gambar 9-1

Gambar 9-1. Rangkaian Ekuivalen Percobaan 9

3. Menghidupkan main cicuit breaker AC dan Motor.

4. Dengan mencatat arah putaran jika dipandang dari ujung sebelah

kanan, menyatakan arah (a) dari gambar 9-1.

5. Mematikan motor

6. Saling menukarkan huubngan ke kumparan start seperti ditunjukkan

pada gambar 9-2.

7. Menstart motor. Menyatakan arah putaran pada(b) dari gambar 9-2.

8. Mematikan motor



11


9. Saling menukarkan hubungan ke kumparan utama seperti ditunjukkan

pada gambar 9-3.


10. Menstart motor. Meyalakan arah putaran pada (c) dari gambar 9-3.

11. Mematikan motor.

12. Saling menukarkan hubungan ke kumparan (tambahan) start, seperti

ditunjukkan pada gambar 9-4.

13. Menstart motor. Menyalakan arah putaran pada (d) dari gambar 9-4.


14. Mematikan motor dan catu utama AC.15. Saling menukarkan colokan incoming power.

16. Menyalakan catu utama AC dan motor. Menyalakan arah putaran pada

(e) dari gambar 9-5.

17. Mengukur kecepatan motor tanpa beban. Mencatat pada gambar 9-5.

18. Mematikan semua sakelar sirkuit breaker. Melepas semua colokan.



12

Gambar 9-5 Blangko Percobaan Percobaan 9

1.2. Percobaan Arah Putaran Motor 3 Fasa

1.2.1. Tujuan

1. Untuk menemukan yang mempengaruhi arah putaran dan kecepatan

motor 3 fasa.

2. Menjelaskan pembangkitan medan magnit yang berputar pada stator

dari motor 3 fasa.

3. Berhasil melakukan pengawatan motor 3 fasa untuk menghasilkan

arah putaran

1.2.2. Teori Dasar

Stator motor tiga fasa dibuat dari laminasi baja. Laminasi ini ditumpuk ke

dalam apa yang nampaknya seperti inti padat. Inti diberi celah untuk kumparan

stator. Tidak terdapat salient pole pada stator.

Konduktor kumparan stator dililit pada kelompok kumparan. Masing-

masing kelompok menghasilkan pasangan kutub elektromagnit saat arus mengalir

melauinya.

Kelompok kumparan diberi jarak sekitar stator. Pada motor dua kutub

terdapat satu kelompok kumparan per fasa. Jika kutub selalu menjadi pasangan

(utara dan selatan), kedua kutub adalah jumlah minimum yang mungkin.

Masing-masing kelompok kumparan dihubungkan ke satu fasa dari catu

tiga fasa. Gelombang sinus fasa B adalah 120 derajat listrik di belakang

gelombang sinus fasa A. dengan cara yang sama, fasa C ketinggalan fasa B

dengan 120 derajat. Ini menyebabkan karakteristik magnit kelompok kumparan #1



13

³ dilewatkan sepanjang´ ke kelompok kumparan #2, kemudian ³dilewatkan

sepanjang´ ke kelompok kumparan #3.

Jika kelompok kumparan #1 dihubungkan ke fasa A: kelompok #2 ke fasa

B dan #3 ke fasa C, ³ lewat sepanjang´ ini akan mempunyai arah tertentu,

katakana searah jarum jam.

Oleh karenanya, bagaimana jika kelompok #3 dihubungkan ke fasa B?

Karakteristik magnit kelompok kumparan #q akan menuju ke kelompok

#3. Medan magnit akan berputar berlwanan arah jarum jam. Kenyataanya, saling

menukarkan setiap kedua colokan akan membalik arah motor tiga fasa.

Pada motor dua kutub medan magnit yang berputar dari stator mengelilingi

sekali selama setiap siklus. Jika saudara mempunyai empat kutub per fasa (motor

empat kutub) medan hanya akan mengalami separuh putaran selama setiap siklus.

Saudara dapat menghitung kecepatan medan yang berputar (dinamakan kecepatan

sinkron) dari frekuensi tegangan yang digunakan dan dari jumlah pasangan kutub.

Persamaannya adalah:h

3)

Untuk motor dua kutub (60 Hertz):

Untuk motor empat kutub (60 Hertz):

Rotor motor induksi (rotor lilit atau sangkar tupai) tidak pernah berputar

pada kecepatan sinkron. Selalu terdapat gerak relative di antara medan dan rotor

sedemikian sehingga induksi bisa terjadi. Perbedaan di antara kecepatan sinkron

dan kecepatan rotor dinamakan kecepatan slip, atau sederhananya slip. Persen slip

dapat dihitung dari persamaan berikut:



14

1.2.3. Peralatan yang Digunakan

1. Motor induksi tiga fasa.

2. Catu daya AC 208 V, 3 fasa (tetap)

3. Tacho-meter: 1000-2500 Rpm

4. M/G mounting Base.

1.2.4. Prosedur Percobaan

1. Mengklem motor pada mounting base, memasang kopling guard.

2. Menghubungkan motor seperti ditunjukkan pada gambar 12-1,

mencatat bahwa fasa A dari catu dihubungkan ke terminal L1; B ke

L2; dan C ke L3. Mencatat juga bahwa terminal T1 dihubungkan ke

terminal A; T2 ke B; T3 ke C.


3. Menghidupkan main power AC.

4. Menghidupkan sakelar circuit breaker motor. Mencata arah putaran

jika dipandang dari ujung sebelah kanan, menyatakan arah pada (a)

dari gambar 13-2.

5. Mematikan motor

6. Menghubungkan kembali stator sebagai berikut: T3 tetap

dihubungkan ke C, saling menukarkan kedua colokan lainnya

sehingga T 1 dihubungkan ke B; T2 ke A.

7. Mengulangi langkah 4 untuk gambar B untuk hasi Tes, kemudian

mematikan motor.



15

8. Hubungan kembali stator sebagai berikut: T1 tetap dihubungkan ke B,

saling menukarkan kedua colokan lainnya sehingga T2 dihubungkan

ke C; T3 ke A.

9. Mengulangi langkah 4 untuk (c) dari gambar 13-2, kemudian

mematikan motor.

10. Menghubungkan kambali stator sebagai berikut: T3 tetap dihibungkan

ke A, saling menukarkan kedua colokan lainnya sedemikian sehingga

T1 dihubungkan ke C; T2 ke B.

11. Mengulangi langkah 4 untuk (d) dari gambar 13-2, kemudian

mematikan motor.

12. Menguhubungkan kembali stator sebagai berikut : t1 tetap

dihubungkan ke C; saling menukarkan kedua colokan lainnya

sedemikian sehingga T2 dihubingkan ke A; T3 ke B.

13. Mengualangi langkah 4 untuk (e) dari gambar 13-2, kemudian

mematikan motor.

14. Mengubungkan kembali stator sebagai berikut: t3 tetap dihubungkan

ke B; saling menukarkan kedua colokan lainnya sedemikian sehingga

T1 dihubungkan ke A; T2 ke C.

15. Mengulangi langkah 4 untuk (f) dari gambar 13-2, kemudian

mamatikan motor.

16. Dengan meninggalkan T1 terhubung, saling menukarkan kedua

colokan lainnya, sehingga hubungannya sama seperti ditunjukkan

pada gambar 3-1.

17. Menghidupkan sakelar sirkuit breaker motor. Mengukur kecepatan

motor tanpa beban. Mencatat pada gambar 13-2.

18. Mematikan semua sakelar sirkuit breaker. Melepaskan semua colokan.

bab1,ttl3_ika

Documents

Transcript of bab1,ttl3_ika