BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Disebut motor satu fasa karena untuk menghasilkan tenaga mekanik pada motor tersebut

hanya dibutuhkan sumber satu fasa. Didalam pelaksanaannya motor satu fasa memiliki prinsip

dasar atas motor dua fasa. Disebut demikian karena lilitan stator motor terdiri dari dua jenis

lilitan yaitu:

1. Lilitan Utama

2. Lilitan Bantu

Karena lilitan tersebut dibuat sedemikian rupa sehingga walaupun arus yang mengalir dari

sumber meruoakan arus satu fasa, tetapi arus yang mengalir pada masing-masing lilitan yaitu

arus pada lilitan utama (Iu) dan arus pada lilitan bantu (Ib) tidak sefasa. Karena pada lilitan stator

terdapat dua arus yang mempunyai beda fas, maka pada stator akan terjadi suatu medan putar.

Dengan adanya medan putar ini maka akan berlangsung prinsip kerja seperti motor induksi tiga

fasa.

Motor-motor AC satu fasa banyak digunakan dalam praktek sehari-hari terutama dalam

pemakaian alat-alat rumah tangga sebab

a. Konstruksi sederhana

b. Praktis

c. Pemeliharaan mudah

d. Harga relatif murah

1.2 Maksud dan Tujuan Penulisan

Maksud dan Tujuan dari penulisan makalah ini adalah agar dapat Sistematika Penulisan

Didalam penulisan makalah ini, kami menggunakan sistematika penulisan dimana

sistematika penulisan tersebut seperti dibawah ini :

1

BAB I PENDAHULUAN

Dalam bab ini terdapat penjelasan mengenai latar belakang penulisan makalah,

maksud dan tujuan dari makalah, dan sistematika penulisan makalah itu sendiri.

BAB II PEMBAHASAN

Pada bab ini akan di bahas mengenai prinsip kerja motor satu fasa itu sendiri secara

details dan penjelasan mengenai jenis-jenis motor satu fasa beserta penjelasan cara

kerjanya

BAB III PENUTUP

Dalam bab terakhir ini akan dijelaskan kesimpulan dari bab-bab sebelumnya

mengenai motor satu fasa.

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Jenis-jenis motor satu fasa

Berdasarkan startingnya dikenal beberapa macam motor satu fasa, yaitu:

1. Motor fasa belah (split fasa)

2. Motor Kapasitor

3. Motor kutub bayangan

4. Motor Induksi repulse

Motor-motor tersebut di atas biasanya merupakan motor induksi. Sedangkan jenis motor

yang lain yang bukan motor induksi, tetapi merupakan motor-motor satu fasa yaitu

5. Motor universal

6. Motor repulse

Motor-motor induksi biasanya menggunakan rotor sangkarsedangkan motor-motor satu

fasa yang lain menggunakan rotor lilit (seperti rotor pada arus searah).

2.1.1 Motor fasa belah

Untuk memperoleh putaran medan magnet stator, lilitan utama dan lilitan bantu

dibuat sedemikian rupa sehingga arus yang mengalir pada masing-masing lilitan

tidak sefasa. Medan putar ini sangat diperlukan terutama untuk mendapatkan torsi

awal yang besar.

Untuk memperoleh Iu dan Ib tidak sefasa dapat dilakukan dengan cara

a. Lilitan utama terdiri dari jumlah lilitan yang sedikit dan penampang lilitan

yang besar

b. Lilitan bantu terdiri dari jumlah lilitan yang lebih banyak dan penampang

kawat penghantar yang lebih kecil.

Skema rangkaiann dari motor fasa belah dapat dilukiskan seperti gambar

3

Gambar 1. Rangkaian Motor Fasa Belah

Untuk mencegah agar lilitan bantu tidak selalu dialiri arus biasanya pada motor

fasa belah dipasang suatu saklar yang dihubungakan seri dengan lilitan bantu.

Saklar yangdigunakan pada motor tersebut biasanya merupakan suatu saklar yang

dapat bekerja secara otomatis yang disebut saklar sentrifugal.

Saklar sentrifugal pada gambar 1 akan terbuka jika putaran motor telah mencapai

70-80% putaran serempak.Karakteristik T=f (n) saat start dapat dilukiskan seprti

gambar 2.

Torsi awal motor fasa belah mencapai1,5 kali torsi beban penuh dan arus awalnya

dapat mencapai 7-8 arus beban penuh. Arus ini sulit diukur secara langsung.

Untuk menafsirkan besarnya arus awal dapat dilakukan dengan tes terkunci.

Misal untuk tegangan V1 arus motor = I. Maka untuk tegangan V2 arus awal

motor adalah:

Iawal = (V2/V1) . I ampere

4

Gambar 2

Motor fasa belah sangat baik untuk melayani beban yang membutuhkan momen

inersia yang relative rendah misalnya

a. Mesin cuci

b. Pompa sentrifugal

c. Fan

d. Blower

e. Small drill

f. Floor Polisher

g. Food mixer

h. dll

2.1.2 Motor Capasitor

Motor Capasitor mempunyai prinsip seperti motor fasa belah, tetapi pada

lilitan bantu nya dipasang seri dengan sebuah capasitor yang berfungsi untuk

memperoleh beda fasa antara arus lilitan utama dan arus lilitan bantu yang lebih

besar. (diusahakan 90˚)

Jika ditinjau prinsip pengoperasiannya, motor kapasitor dibagi menjadi tiga jenis

5

% Torsi beban penuh

% Putaran

1. Motor Capasitor start

2. Motor Capasitor start and run

3. Motor Capasitor permanen (tetap)

1. Motor Capasitor Start

Skema rangkaian dan karakteristik T=f(n) saat start dapat dilukiskan seperti

gambar 3 dengan adanya kapasitor diperoleh torsi awal yang lebih besar jika

dibandingkan dengan motor fasa belah

Gambar 3 Skema rangkaian dan karakteristik T=f(n) saat start

Motor Capasitor start banyak digunakan pada :

Fan, AC, peralatan pompa, mesin cuci, refrigerator.

6

2. Motor Capasitor start and run

Pada motor ini terdapat dua buah kapasitor yang dapat dirangkai seperti

gambar 4. Dan akan diperoleh karakteristik

T= f (n) saat start.

Gambar 4. Karakteristik start awal

Pada saat start C1 dan C2 terhubung semua sehingga diperoleh beda fasa.

Yang cukup besarantara flux utama dengan flux bantu

Sehingga diperoleh torsi awal yang cukup besar yaitu mencapai 400% - 500%

torsi beban penuh.

Setelah putaran motor mencapai 70% - 80% putaran nominal C1 terlepas

dan C2 tetap terpasang. Beda fasa antara flux utama dan bantu menurun sehingga

torsi motor turun. Motor ini banyak digunakan seperti pada motor kapasitor start,

hanya pada motor ini memiliki torsi dan efisiensi yang lebih besar jika

dibandingkan dengan motor kapasitor start.

7

3. Motor Capasitor permanent

Pada motor ini terdapat kapasitor yang dipasang tetap Rangkaian ekuivalen

motor ini dapat dilukiskan seperti gambar 5.

…………….

Gambar 5.Konstruksimotor capasitor permanent

Torsi awal motor kapasitor sangat sukar diukur namun demikian terdapat suatu

pendekatan untuk menafsirkan besarnya torsi awal tersebut.

Misal untuk memperoleh jumlah putaran motor yang sangat lambat dibutuhkan

tegangan sumber V1 dan menghasilkan torsi keluaran T1 .

Maka untuk tegangan sumber V2, torsi awal motor dapat ditafsirkan dengan

perhitungan sebagai berikut :

Tstartpada V2 = (V2/V1)2 .T1 …………..Nm

2.1.3 Motor kutub bayangan (Shaded Pole)

Motor kutub bayangan (shaded pole) mempunyai konstruksi kutub

sepertigambar 6. Pada bagian yang satu terdapat bagian kutub yang bercelah

dan pada bagian yang lain, dipasang cincin hubung singkat.

8

Gambar 6. Motor shaded pole

Jika motor dihubungkan pada sumber arus bolak balik maka berdasarkan

hukum faraday pada belitan yang dihubung singkat yang ada pada kutub magnet

akan terbentuk ggl induksi dan arus induksi.

Arus yang timbul akan menghasilkan flux magnet yang mempunyai arah selalu

melawan flux utama. Bagian ini sering disebut kutub bayangan.

Didalam kenyataannya bahwa flux yang dihasilkan oleh kutub utama dan kutub

bayangan mempunyai pergeseran fasa. Dengan demikian didalam celah udara

didepan kutub terdapat flux medan magnet yang berputar dan akan berlaku

prinsip seperti motor-motor induksi yang lain.

Grafik torsi T = f (nr) motor kutub banyangan dapat dilukiskan seperti gambar 7.

9

Gambar 7.Grafik torsi motor shaded pole

Motor kutub bayangan biasanya digunakan pada alat-alat yang tidak

membutuhkan torsi yang yang besar dan tidak membutuhkan banyak

pemeliharaan misal : jam-jam listrik, timers hairdryer, kipasanginkecil, dll.

2.1.4 Motor induksi Repulsi

Motor induksi repulsi merupakan suatau motor induksi yang pada saat start

berfungsi sebagai motor repulsi dan setelah motor berjalan sikat-sikat yang

dihubungkan singkat diangkat dan semua komutator dihubung singkat dengan

menggunakan sebuah cincin. Dari hal tersebut berarti motor mempunyai rotor

yang lilitannya dihubung singkat seperti rotor sangkar. Karena motor repulsi

berfungsi sebagai motor induksi maka karakteristik motor sama dengan

karakteristik motor induksi yang lain.

10

2.1.5 Motor Universal

Motor universal adalah suatu motor yang dapat dioperasikan pada sumber

AC maupun DC.

Produksi torsi dalam motor universal dapat dilukiskan seperti gambar

berikut ini:

Gambar karakteristik torsi motor universal

Misal motor universal berada pada kondisi a , motor mempunyai putaran searah

dengan arah putar jarum jam berdasarkan persamaan torsi:

11

T = Cg.Ia (torsi motor memiliki harga positif)

Didalam kondisi berikutnya seperti gambar .... diperoleh arah putaran motor yang

tetap dan torsi motor mempunyai harga positif.

Phasor diagram motor universal dapat dilukiskan seperti gambar ... diperoleh

suatu persamaan :

V = Er + I.Xf

Dengan mengabaikan rugi-rugi maka:

T.ω = Er.I

Tac = Er.I / ω

= V.I cosφ / ω .........Nm

V.I.cosφ = daya masukan motor (watt)

Jika motor dihubungkan pada sumber arus searah maka dengan mengabaikan

rugi-rugi diperoleh:

Tdc = V.I / ω .........Nm

Untuk harga VI dan ω yang sama akan diperoleh suatu perbandingan :

Tac : Tdc = V.I.cosφ : V.I cosφ (faktor daya)

Karakteristik T = f(n) motor universal dapat dilukiskan seperti gambar......

12

Gambar... karakteristik motor universal

Mengatur jumlah putaran

Bedasarkan rumus :

n = Er / c.ɸ

maka untuk mengatur jumlah putaran motor universal dapat dikerjakan dengan

cara mengatur flux magnet. Didalam mengatur flux dapat dilakukan dengan cara :

a. Mengatur jumlah lilitan penguat magnet dengan arus penguat yang tetap.

b. Mengatur arus penguat magnet dengan jumlah lilitan penguat magnet yang tetap.

Gambar... ,melukiskan cara pengaturan jumlah putaran motor dengan mengatur

jumlah lilitan penguat magnet dengan arus yang tetap.

13

Membalik arah putaran motor

Untuk membalik putaran motor pada motor universal dapat dikerjakan dengan

cara seperti pada motor arus searah yaitu:

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

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

Gambar .... melukiskan membalik putaran motor univ ersal dengan cara membalik

arah arus penguat medan dengan arah arus jangkar yang tetap.

14

Saklar untuk

mengatur putaran

Motor DC seri jika digunakan sebagai motor universal

Pada motor DC seri, inti kutub biasanya dibuat dengan menggunakan inti yang

pejal, Jika hal ini digunakan sebagai motor universal, maka pada inti kutub akan

terdapat rugi-rugi inti yang besar.

Oleh karenanya pada motor universal, inti kutub selalu terbuat dari inti yang

berlapis-lapis.

Motor universal sering digunakan dalam:

a. Pengisap debu

b. Mesin Jahit

c. Peralatan tangan

d. Peralatan yang membutuhkan putaran tinggi (±20.000ppm)

2.1.6 Motor Repulsi

Motor repulsi merupakan motor arus bolak balik yang menggunakan komutator

seperti motor universal.

Pada motor repulsi komutator tidak dihubungkan dengan sumber seperti pada

motor universal. Melainkan sikat-sikat pada motor dihubungkan singkat satu

sama lain sehingga pada lilitan jangkar motor mengalir arus induksi.

Dalam motor repulsi terdapat beberapa posisi sikat seperti dilukiskan pada

gambar

15

Pada posisi sikat seperti gambar, separo kawat lilit memberi torsi ke kiri dan separo

kawat yang lain memberi torsi ke kanan, sehingga motor tidak berputar.

Pada posisi sikat seperti gambar 147b masing-masing lilitan mempunyai polaritas

tegangan yang sama sehingga pada lilitan tidak mengalir arus maka motor tidak

berputar.

Pada posisi sikat seperti gambar sebagian tegangan saling meniadakan dan terdapat

sebagian yang lain yang mengalirkan arus yang cukup besar yang dapat memutar

motor berputar. Pada posisi sikat seperti gambar mempunyai prinsip yang sama

dengan posisi gambar, tetapi putaran motor mempunyai arah yang berlawanan. Dari

penggeseran sikat akan diperoleh karakteristik T= f(n) yang berbeda seperti

dilukiskan pada gambar .

16

Motor repulsi biasanya dibuat untuk ukuran tidak melebihi 5 TK. Motir ini biasa

digunakan dalam sistem penggerak yang sederhana dengan putaran yang dapat diatur

misal

a. Small agitator

b. Shoking machines

DAFTAR PUSTAKA

17

Alexander S. Lengsdorf, Theory of Alternating Current Machinery, Second edition, Tata Grav

Hill, 1974.

Fitzgerald, Electric Machinery, Third Edition Mc Graw Hill-book company, Inc. 1951

Zuhal, Dasar Tenaga Listrik , Bandung ITB 1972

Sunyoto, Dasar Listrik II, FTPTK IKIP Yogyakarta 1983

http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/12/motor-listrik.html

18