DAFTAR ISI

DAFTAR ISI................................................................................................................................................ i

MOTOR UNIVERSAL AC/DC (MOTOR SERI)........................................................................................1

1. Gambar Rangkaian Motor Universal...................................................................................................2

2. Konstruksi Motor Universal...............................................................................................................3

3. Prinsip Kerja Motor Universal............................................................................................................4

4. Karakteristik Motor Universal.............................................................................................................5

5. Cara Membalik Putaran Motor Pada Motor Universal........................................................................7

6. Pengaturan Kecepatan Motor Universal (Cara Pengereman Motor Universal)...................................7

7. Kelebihan Dan Kekurangan Motor Universal.....................................................................................7

8. Penggunaan Motor Universal..............................................................................................................7

MOTOR UNIVERSAL AC/DC (MOTOR SERI)

Motor universal adalah motor seri atau motor seri yang terkompensasi yang didesain

untuk beroperasi pada kecepatan dan daya yang sama untuk tegangan searah (DC) ataupun

tegangan bolak-balik (AC) satu fasa yang nilai tegangan rms-nya sama dengan tegangan DC

tersebut dan frekuensinya tidak lebih besar dari 60 Hz.

Kecepatan tanpa beban motor ini sangat tinggi, yaitu 20.000 rpm, namun rangkaian

jangkarnya telah dirancang untuk tidak rusak pada kecepatan ini. Kecepatan beban penuhnya

adalah 4000 sampai dengan 16.000 rpm. Motor ini mempunyai rating daya 1 mili tenaga kuda

sampai dengan 1 tenaga kuda.

Kecepatan motor universal bisa diatur dengan menggunakan rheostat, penyearah, atau

perubahan kedudukan sikat karbon yang melewati jangkar motor.

Motor universal dibuat dalam dua jenis, yaitu :

1. Kutub terpusat / dengan sepatu kutub, tanpa kumparan kompensasi (kekuatan rendah).

2. Kutub terbagi / dengan kumparan stator seri fase biasanya dilengkapi kumparan

kompensasi (kekuatan tinggi).

Motor universal kutub terpusat, inti kutub terdiri dari pelat – pelat dinamo, rotor juga

terdiri dari pelat – pelat dinamo, kumparan rotor seperti halnya kumparan stator satu fase dan

kumparan rotor / jangkar seperti kumparan motor dc. Kumparan stator kadang – kadang

dilengkapi dengan kumparan kompensasi untuk menaikkan faktor kerja.

1. Gambar Rangkaian Motor Universal

Gambar Rangkaian Ekivalen Motor Universal Rangkaian Motor Universal

2. Konstruksi Motor Universal

Motor universal terdiri dari  :

Stator

Stator adalah tempat kumparan medan magnit diletakkan, pada umumnya motor

universal mempunyai dua kutub.

Rotor

Rotor disebut juga jangkar (armature) yaitu bagian yang berputar. Rotor terdiri dari

dua bagian yaitu jangkar dan komutator. Jangkar adalah tempat belitan kawat email

dan ujung-ujung belitanya ditempatkan pada komutator yang sesuai dengan langkah

belitan jangkar.

Pada salah satu ujung poros rotor (shaft) dibuat roda gigi memanjang untuk tempat

memindahkan beban atau meneruskan putaran motor ke alat lain

Komutator

Pada permukaan komutator diletakan sikat karbon yang berfungsi untuk mengalir arus

dari sumber luar ke dalam jangkar motor.

Kipas Pendingin

Hampir semua motor universal memiliki kipas pendingin di bagian ujung poros- nya.

Motor jenis ini didesain dengan stator berupa lempengan besi yang dilaminasi,

medan magnetis statis dan armatur. Belitan armatur dan belitan medan dirangkai secara seri

melalui dua sikat arang, sehingga dihasilkan arah arus medan dan arus armatur yang sama

meskipun motor disuplai dengan arus AC. Torka yang dihasilkan dari motor jenis ini berupa

pulsa yang dihasilkan setiap setengah siklus ketika arus berubah arah melewati komutator.

Gambar Konstruksi Motor Universal

3. Prinsip Kerja Motor Universal

Prinsip kerja motor universal mudah dimengerti dibandingkan dengan prinsip kerja

motor DC.

Berdasarkan persamaan torsi :

T=k I a f

dimana :

T = momen kopel (Nm)

k = angka konstanta pembanding

Ia = arus jangkar (ampere)

f = fliks magnet (kg/A.s2 atau tesla)

Bila motor dihubungkan dengan sumber tegangan AC, pada saat ½ periode positif

motor berputar berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Pada ½ periode negatif , dan

menurut “hukum tangan kiri” dinyatakan: apabila tangan kiri terbuka diletakkan diantara

kutub U dan S, maka garis-garis gaya yang keluar dari kutub utara menembus telapak

tangan kiri dan arus didalam kawat mengalir searah dengan arah keempat jari, sehingga

kawat tersebut akan mendapat gaya yang arahnya sesuai dengan ibu jari.

4. Karakteristik Motor Universal

Motor universal mempunyai karakteristik motor seri karena berputar pada kecepatan

rata-rata bila bebannya juga rata-rata, dan apabila bebannya dikurangi maka kecepatannya

akan naik. Motor ini mempunyai sifat-sifat yang sama seperti motor DC seri. Pada

pembebanan ringan motor berputar dengan cepat dan menghasilkan kopel yang kecil. Tetapi

pada keadaan pembebanan yang berat, maka motornya berputar secara perlahan-lahan

dengan torsi yang besar. Jadi, motor mengatur kecepatannya sesuai dengan beban yang

dihubungkan kepadanya. Motor jenis ini banyak ditemui antara lain pada: blower, dinamo

mesin jahit, mesin bor, dan mixer.

Putaran motor universal biasanya tinggi, apalagi dalam keadaan tanpa beban. Maka

dari itu, biasanya motor universal dihubungkan langsung dengan beban sehingga putaran

motor yang tinggi bisa berkurang dengan pembebanan tersebut.

Karakteristik Motor Universal dapat juga dilihat pada gambar dibawah ini :

Karakteristik motor universal AC dan DC cukup berbeda karena dua alasan :

a. Pada motor universal dengan sumber tegangan AC, tegangan reaktansi akan timbul

pada rangkaian AC ketika sebuah magnet dibentuk oleh arus yang mengalir dalam

rangkaian listrik. Tegangan reaktansi ini menyerap sebagian dari tegangan jala-jala

dan akan mengurangi tegangan yang diaplikasikan ke jangkar sehingga mengurangi

kecepatan motor.

b. Dengan sumber tegangan AC, rangkaian magnetis menjadi cukup jenuh pada puncak

gelombang arus, dan nilai rms fluks menjadi lebih kecil dibandingkan dengan sumber

tegangan DC. Pada keadaan tanpa beban dengan nilai rms yang sama, torsi cenderung

lebih kecil dan kecepatannya lebih tinggi dibandingkan dengan sumber tegangan DC.

5. Cara Membalik Putaran Motor Pada Motor Universal

Untuk membalik putaran motor pada motor universal dapat dikerjakan dengan cara, yaitu:

1. Membalik arah arus penguat dengan arah arus jangkar yang tetap

2. Membalik arah arus jangkar dengan arah arus penguat yang tetap

Dibawah ini diperlihatkan gambar rangkaian untuk membalik putaran motor pada motor

universal :

6. Pengaturan Kecepatan Motor Universal (Cara Pengereman Motor

Universal)

Pengaturan kecepatan motor universal adalah dengan cara mengatur besar tegangan

yang diberikan kepada motor. Motor universal merupakan motor yang dapat bekerja dengan

sumber tegangan AC maupun DC, sehingga pengaturan tegangannya pun dapat dilakukan

dengan dua macam yaitu pengaturan dalam bentuk sumber tegangan AC dan pengaturan

dalam bentuk sumber tegangan DC.

Semakin besar tegangan yang diberikan kepada motor universal ini, maka semakin

besar pula kecepatan putarnya. Sebaliknya, semakin kecil tegangan yang diberikan

kepadanya, maka semakin kecil pula kecepatannya.

Untuk mengatur kecepatan motor universal ada beberapa metoda yang dapat

dilakukan, yaitu:

1. Metoda tahanan depan

Kecepatan motor dikendalikan dengan memasang sebuah tahanan variabel R seri

dengan motor. Dengan metoda ini kita dapat mengurangi suplai arus pada motor

untuk mengatur kecepatannya.

2. Metoda tapping medan

Untuk metoda ini, medan kutub di tap pada beberapa titik dan kecepatan motor

dikendalikan dengan merubah-merubah kuat medan. Untuk maksud tersebut,

dapat digunakan susunan sebagai berikut:

a. Kumparan medan dilihat dalam beberapa bagian dengan ukuran kawat

berbeda dan ujung tapping dikeluarkan dari setiap bagian tersebut.

b. Kawat tahanan nichrom dililit pada satu kutub medan dan tap dikeluarkan

dari kawat tersebut.

3. Metode Sentrifugal

Metode ini merupakan metode pengontrolan kecepatan dengan cara

memberi sentrifugal switch pada motor sehingga pada saat motor bekerja 70%

dari kecepatan nominal maka sentrifugal switch akan lepas.

4. Metode SCR atau TRIAC

Metode ini merupakan metode pengontrolan dengan mengatur sudut penyulutan

pada SCR maupun TRIAC.

Dibawah ini diperlihatkan gambar rangkaian motor universal dengan variasi kecepatan:

7. Kelebihan Dan Kekurangan Motor Universal

Dibandingkan dengan jenis motor ac fase tunggal lainnya, motor universal memiliki

beberapa kelebihan, yaitu:

Untuk berat tertentu, motor universal menghasilkan tenaga yang lebih besar dari jenis

lainnya.

Motor universal menghasilkan starting torsi yang besar tanpa arus yang berlebihan

Ketika beban torsi meningkat, motor universal melambat. Oleh karena itu, daya

dihasilkan relatif konstan, dan besarnya arus masih dalam batas wajar batas. Dengan

demikian, universal motor ini lebih cocok untuk beban yang menuntut berbagai torsi

dengan range yang lebar, seperti bor dan mixer makanan.

Motor Universal dapat dirancang untuk beroperasi pada kecepatan yang sangat tinggi,

sedangkan jenis motor ac terbatas pada 3600 rpm, dengan asumsi 60-Hz source.

Salah satu kelemahan universal motor (serta mesin DC pada umumnya) adalah bahwa sikat

dan komutator sangat cepat menjadi aus

8. Penggunaan Motor Universal

Motor universal banyak digunakan pada peralatan listrik dengan ukuran kecil dan

sedang, seperti Vacuum Cleaner, bor tangan, mixer dan peralatan yang membutuhkan

putaran yang tinggi.

Aplikasi motor universal untuk mesin jahit, untuk mengatur kecepatan dihubungkan

dengan tahanan geser dalam bentuk pedal yang ditekan dan dilepaskan.