TUGAS MAKALAH PENGGUNAAN MESIN LISTRIK

KARAKTERISTIK MOTOR INDUKSI

NAMA : MASYHUR ROSYADA

NIM : 21060110130080

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO

2013

KARAKTERISTIK MOTOR INDUKSI

Abstrak

Motor induksi sangat banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari baik di

industri maupun di rumah tangga. Motor induksi yang umum dipakai adalah motor

induksi tiga phasa dan motor induksi satu phasa. Motor induksi tiga phasa

dioperasikan pada sistem tiga phasa dan banyak digunakan  didalam berbagai bidang

industri, sedangkan motor induksi satu phasa dioperasikan pada sistem satu phasa

yang banyak digunakan terutama pada penggunaan untuk peralatan rumah tangga

seperti kipas angin, lemari es, pompa air, mesin cuci dan sebagainya karena motor

induksi satu phasa mempunyai daya keluaran yang rendah.

Kata kunci : motor induksi, satu phasa, tiga phasa

1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Motor induksi merupakan motor

yang paling umum digunakan pada

berbagai peralatan industri.

Popularitasnya karena rancangannya

yang sederhana, murah dan mudah

didapat, dan dapat langsung

disambungkan ke sumber daya AC.

Motor induksi yang umum

dipakai adalah motor induksi tiga phasa

dan motor induksi satu phasa. Motor

induksi tiga phasa dioperasikan pada

sistem tigaphasa dan banyak digunakan 

didalam berbagai bidang industri,

sedangkan motor induksi satu phasa

dioperasikan pada sistem satu phasa

yang banyak digunakan terutama pada

penggunaan untuk peralatan rumah

tangga seperti kipas angin, lemari es,

pompa air, mesin cuci dan sebagainya

karena motor induksi satu phasa

mempunyai daya keluaran yang rendah.

Gambar motor induksi

2. Dasar Teori

Motor Induksi

Motor induksi merupakan motor

listrik arus bolak balik (AC) yang paling

luas digunakan. Penamaannya berasal

dari kenyataan bahwa motor ini bekerja

berdasarkan induksi medan magnet

stator ke rotor, dimana arus rotor motor

ini bukan diperoleh dari sumber

tertentu, tetapi merupakan arus yang

terinduksi sebagai akibat adanya

perbedaan relatif antara putaran rotor

dengan medan putar (rotating magnetic

field) yang dihasilkan oleh arus stator.

Belitan stator yang dihubungkan

dengan suatu sumber tegangan tiga fasa

akan menghasilkan medan magnet yang

berputar dengan kecepatan sinkron.

Medan putar pada stator tersebut akan

memotong konduktor-konduktor pada

rotor, sehingga terinduksi arus dan rotor

pun akan ikut berputar mengikuti

medan putar stator.

Perbedaan putaran relative antara

stator dan rotor disebut slip.

Bertambahnya beban, akan

memperbesar kopel motor, yang oleh

karenanya akan memperbesar pula arus

induksi pada rotor, sehingga slip antara

medan putar stator dan putaran rotor

pun akan bertambah besar. Jadi, apabila

beban motor bertambah, putaran rotor

cenderung menurun.

Prinsip kerja motor induksi

Motor induksi bekerja

berdasarkan induksi elektromagnetik

dari kumparan stator ke kumparan rotor.

Garis – garis gaya fluks yang

diinduksikan dari kumparan stator akan

memotong kumparan rotornya sehingga

timbul GGL (gaya gerak

listrik/tegangan induksi) dank arena

penghantar rotor merupakan rangkaian

yang tertutup, maka akan mengalir arus

pada kumparan rotor.

Penghantar (kumparan) rotor

yang dialiri arus ini berada dalam garis

gaya fluks yang berasal dari kumparan

stator sehingga kumparan rotor akan

mengalami gaya Lorenz yang

menimbulkan torsi yang cenderung

menggerakkan rotor sesuai arah medan

induksi stator. Pada rangka stator

terdapat kumparan stator yang

ditempatkan pada slot – slotnya yang di

lilitkan pada sejumlah kutub tertentu.

Jumlah kutub ini menentukan kecepatan

berputarnya medan stator yang terjadi

yang di induksikan pada rotornya.

Makin besar jumlah katup akan

mengakibatkan makin kecil kecepatan

putar medan stator dan sebaliknya.

Kecepatan putar medan putar ini disebut

kecepatan sinkron.

Bagian Motor Induksi

Berdasarkan jenis rotor yang

digunakan, motor induksi tiga phasa

dapat dibedakan menjadi dua tipe yaitu :

1. Rotor Belitan

Motor induksi jenis ini mempunyai

rotor dengan belitan kumparan tiga fasa

sama seperti kumparan stator.

Kumparan stator dan rotor juga

mempunyai jumlah kutub yang sama.

Rotor yang mempunyai tiga belitan

yang mirip dengan belitan stator.Ketiga

belitan tersebut biasanya terhubung

bintang.Ujung – ujung belitan tersebut

dihubungkan dengan slipring yang

terdapat pada poros rotor.

Belitan – belitan tersebut dihubung

singkat melalui sikat (brush) yang

menempel pada slipring. Jenis rotor

belitan dapat dilihat pada gambar

sebagai berikut :

 

Gambar rotor belitan motor induksi

2. Rotor Sangkar

Motor induksi jenis ini mempunyai

rotor dengan kumparan yang terdiri atas

beberapa batang konduktor yang

disusun sedemikian rupa hingga

menyerupai sangkar tupai. Rotor yang

terdiri dari sederetan batang – batang

penghantar yang terletak pada alur –

alur sekitar permukaan rotor. Ujung –

ujung batang penghantar dihubung

singkat dengan menggunakan cincin

hubung singkat.maka jenis rotor

sangkar dapat dilihat pada gambar

berikut :

 

Gambar rotorsangkar motor induksi

Adapun jenis konstruksi motor

induksi terdiri dari :

a. Stator, bagian yang diam.

b. Rotor, bagian yang berputar.

c. Celah udara, adalah ruang antara

stator dan rotor.

Konstruksi stator terdiri dari :

a. Rumah stator dari besi tuang.

b. Inti stator dari besi lunak atau

baja silicon.

c. Alur dan gigi materialnya sama

dengan inti, alur tempat

meletakan belitan.

d. Belitan stator dari tembaga.

Belitan sator dirangkai untuk motor

induksi tiga fasa tetapi juga dapat di

rangkai untuk motor induksi satu fasa,

disamping itu juga dirangkai untuk

jumlah kutub tertentu. Maka jenis stator

motor induksi dapat dilihat pada gambar

dibawah ini :

 

Gambar stator motor induksi

Konstruksi rotor terdiri dari :

a. Inti rotor bahannya sama dengan

inti stator.

b. Alur dan gigi materialnya sama

dengan inti, alur tempat

meletakan belitan.

c. Belitan rotor bahannya dari

tembaga, dari konstruksi lilitan

akan memberikan dua macam

rotor yakni :

-  Motor induksi dengan rotor

sangkar

-  Motor induksi dengan rotor

belitan

d. Poros atau as.

Rotor dan stator membentuk

rangkaian magnetis, berbentuk silindris

yang simetris dan diantaranya terdapat

celah udara. Celah udara antara stator

dan rotor, kalau terlalu luas  maka

effisiensi rendah, sebalikanya jika

terlalu sempit menimbulkan kesukaran

mekanis pada mesin. apabila ada beda

perputaran maka akan menimbulkan

slip.

 

Slip Motor Induksi

Slip timbul karena adanya

perbedaan antara kecepatan medan

putar (synchronous speed) dan

kecepatan rotor (rotor speed). Slip dapat

dihitung dengan persamaan berikut :

 

Slip dapat pula dinyatakan dalam

persen, dan dinyatakan oleh persamaan :

 

 Dimana kecepatan medan putar

(synchronous speed) dinyatakan oleh

persamaan :

 

 

Sedangkan kecepatan rotor dinyatakan

oleh persamaan :

 

Rangkaian Ekivalen Motor

Induksi

Kerja motor induksi seperti juga

kerja transformator adalah berdasarkan

prinsip induksi elektromagnet. Kerja

motor induksi tergantung pada tegangan

dan arus induksi pada rangkaian rotor

dari rangkaian stator. rangkaian

ekivalen motor induksi mirip dengan

rangkaian ekivalen trafo.rangkaian

tersebut dapat dilihat pada gambar

dibawah ini :

Gambar rangkaian ekivalenmotor

induksi

Keterangan Gambar :

X 2  : Reaktansi kumparan rotor

dalam ohm

Rc :Tahanan inti besi

Xm  : Reaktansi rangkaian

penguat dalam ohm perphasa

I     : Arus yang mengalir pada

kumparan stator bila motor tidak

berbeban ( beban nol dalam

Amper perphasa )

I 2  : Arus rotor yang berpatokan

pada stator

E1  : Tegangan induksi pada

kumparan stator dalam Volt

perphasa

Frekuensi Arus Rotor

Pada waktu rotor masih diam maka

frekuensi arus rotor sama dengan

frekuensi arus stator ( f ).  Waktu rotor

berputar maka frekuensinya ( f ) akan

dipengaruhi oleh slip yang mengikuti

persamaan :

Analisa Kumparan

Untuk dapat menentukan model

kumparan ini, kita harus melakukan

analisa dari data – data kumparan

motor. Untuk motor fasa tunggal

umumnya direncanakan dengan model

kumparan penuh sehingga tidak perlu

analisa lagi, tetapi untuk motor tiga fasa

analisa ini mutlak perlu karena ada yang

direncanakan dengan model penuh (full

winding) dan ada pula yang

direncanakan dengan model kumparan

setengah penuh.

Data yang diperlukan untuk

analisa :

1. Jumlah kumparan (C)

2. Langkah kumparan (Ys)

3. Jumlah kumparan setiap

group (c/g)

4. Jumlah alur (S)

Kumparan fasa belah

Kumparan stator motor fasa belah

terdiri dari dua macam kumparan yaitu

Kumparan Utama dan Kumparan Bantu.

Kumparan Bantu diletakkan diatas

Kumparan Utama (kumparan utama

yang pertama dimasukkan kedalam alur

kemudian kumparan bantu) dan saling

digeserkan sebesar 90° listrik.

Syarat – syarat kumparan motor fasa

belah antara lain :

1. Kumparan utama dibuat dari kawat

email yang berdiameter besar dan

mempunyai jumlah lilitan yang

banyak, sehingga tahanan

kumparan tersebut lebih kecil dan

reaktansinya besar.

2. Kumparan bantu dibuat dari kawat

email yang berdiameter kecil dan

mempunyai jumlah lilitan yang

sedikit, sehingga tahanan

kumparannya lebih besar dan

reaktansinya kecil.

Bentuk kumparan motor fasa

belah

Bentuk kumparan utama maupun

kumparan bantu biasanya dibuat dengan

bentuk konsentris. Untuk kumparan

utama dan kumparan bantu dapat

digulung dengan menggunakan mal.

Pembagian kumparan utama dan

kumparan bantu dapat bervariasi yaitu :

1. Alur untuk kumparan utama

50%, 60% dan 70%

2. Alur untuk kumparan bantu

50%, 40% dan 30%

Motor fasa tunggal kecepatan

rangkap

Kumparan stator motor fasa tunggal

kecepatan rangkap pada umumnya

terdiri dari dua atau lebih kumparan

utama yang langkah alur masing –

masing kumparan berbeda. Untuk motor

yang berdaya rendah misalnya motor

fan ( kipas angin) perubahan kecepatan

biasanya menggunakan auto trafo. Ada

kalanya perubahan kecepatan

menggunakan auxiliary.

Saklar centrifugal dan starting

relay

Saklar centrifugal terdiri dari dua

bagian yaitu yang tetap dan bagian yang

bergerak. Prinsip kerja saklar ini adalah

dengan memanfaatkan efek gaya

centrifugal. Saklar ini ditempatkan pada

poros motor. Dalam keadaan diam maka

saklar menutup tetapi bila poros

berputar maka saklar akan terbuka.

Untuk motor – motor dari unit

tertutup (unit hermatik), maka tidak

dapat menggunakan saklar centrifugal.

Sebagai pengganti saklar centrifugal

dapat digunakan Relay starting. Relay

starting ini ada yang magnetic dan ada

juga yang elektronik. Relay starting ini

banyak digunakan pada moror

komposer dari unit pendingin

(refrigerasi)

Relay starting magnetic

Relay starting magnetic ada 2 jenis

yaitu :

1. Jenis relay arus

2. Jenis relay tegangan

Di pasaran tersedia bermacam –

macam ukuran, oleh karena itu berhati –

hatilah sewaktu mengganti relay ini.

Karena salah ukuran dapat berakibat

fatal.

Relay starting elektronik

Relay ini lazim disebut dengan

istilah Solid State Relay. Relay ini

merupakan sebuah Varistor, pada waktu

dingin tahanannya sangat rendah (± 5

ohm) tetapi bila panas tahanannya dapat

mencapai puluhan ribu ohm.

3. Penutup

3.1 Kesimpulan

Berikut adalah kesimpulan dari

makalh ini :

1. Motor induksi tiga phasa

merupakan motor yang paling

umum digunakan pada berbagai

peralatan industri

2. Motor induksi satu phasa

dioperasikan pada sistem satu

phasa yang banyak digunakan

terutama pada penggunaan

untuk peralatan rumah tangga

seperti kipas angin, lemari es,

pompa air, mesin cuci dan

sebagainya

3. Motor induksi terdiri dari motor

induksi satu phasa dan tiga

phasa

4. Bagian dari motor induksi yaitu

terdiri dari rotor (bagian

bergerak) dan stator (bagian

diam)

5. Slip timbul karena adanya

perbedaan antara kecepatan

medan putar (synchronous

speed) dan kecepatan rotor

(rotor speed).

Daftar Refferensi :

1. Wildi Theodore, Electrical

Machines, Drives, and Power

System

2. http://elektronika-dasar.web.id/teori-

elektronika/definisi-dan-karakteristik-

motor-listrik-induksi/

3. http://id.wikipedia.org/wiki/

Motor_Induksi_Linier

4. http://elektronika-dasar.web.id/teori-

elektronika/jenis-jenis-motor-listrik/

5. http://elektronikatea.blogspot.com/

2011/03/dasar-dasar-motor-induksi-3-

phasa.html