BAB II PLC DAN MOTOR INDUKSI TIGA FASA
2.2 Motor Induksi Satu Fasa
2.2.7 Jenis-jenis Motor Induksi Satu Fasa
9. Bila nr = ns berarti tidak ada gerak relatif antara medan putar stator dan medan putar rotor, sehingga tegangan tidak akan mengalir pada kumparan jangkar, sehingga tidak menghasilkan kopel.
2.2.7 Jenis-Jenis Motor Induksi Satu Fasa
Motor induksi satu fasa memiliki beberapa jenis, yaitu : 1. Motor Spilt Fasa
Kumparan stator pada motor ini terdiri dari kumparan tembaga atau kawat tembaga atau kawat tembaga yang dimasukkan dalam alur-alur stator yang dikenal dengan kumparan utama (main winding) dan kumparan kawat tembaga lain yang disebut dengan kumparan bantu (Auxiliary Winding). Kumparan utama selalu dirancang mempunyai nilai resistansi rendah dan nilai reaktansi tinggi dibanding dengan kumparan Bantu yang selalu mempunyai nilai reaktansi rendah dan resistansi tinggi. Kedua kumparan ini dihubungkan kesumber jala-jala. Dengan kondisis nilai resistansi dan reaktansi kumparan masing-masing tidak sama nilainya, maka sudut fase arus yang mengalir melalui kumparan utama. Akibat adanya beda fasa antara arus kumparan utama dan arus kumparan bantu maka pada stator akan terjadi medan magnet ini akan diinduksikan pada kumparan rotor dan akhirnya akan berputar. Adapun arah putaran rotor ditentukan oleh arah
arus yang melalui kumparan utama dan kumparan Bantu. Akibat dari arus jala-jala yang terurai menjadi dua bagian dimana yang satu menuju kumparan utama sedangkan yang lain menuju kumparan bantu, maka motor ini disebut motor Spilt fasa. Untuk mendapatkan beda fasa yang terbaik antara flux yang dibangkitkan oleh kumparan utama dan kumparan bantu sehingga motor berputar optimal, maka pada motor spilt fasa mempunyai empat kutub, penempatan awal ujung kumparan utama dan ujung kumparan bantu adalah sebesar 90o listrik. Sedangkan Untuk memutuskan arus, kumparan bantu dilengkapi dengan saklar pemutus yang dihubung seri terhadap kumparan bantu. Biasanya yang dipakai adalah saklar sentrifugal. Saklar sentrifugal model biasa terdiri dari dua bagian pokok yaitu bagian tetap dan bagian berputar. Apabila motor dalam keadaan diam maka kontak yang ada pada bagian tetap, dalam keadaan tertutup karena adanya tekanan dari bagian berputar. Pada kecepatan kira-kira 75% dari kecepatan penuh bagian yang berputar akan melepaskan tekanannya pada kontak tetap dan menyebabkan kontak terbuka.
Gambar 2.15 Rangakain Ekivalen Motor Spilt Fasa
Motor phasa belah ini banyak dipakai dipakai pada beban dengan momen awal yang rendah. Contohnya, kipas angin.
2. Motor Shaded Pole
Motor shaded pole atau motor Fasa terbelah termasuk motor satu fasa daya kecil, dan banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga sebagai motor penggerak kipas angin, blender. Konstruksinya sangat sederhana, pada kedua ujung stator ada dua kawat yang terpasang dan dihubung singkatkan fungsinya sebagai pembelah fasa. Belitan stator dibelitkan di sekeliling inti membentuk seperti belitan transformator. Rotornya berbentuk sangkar tupai dan porosnya ditempatkan pada rumah stator ditopang dua buah bearing.
Gambar 2.16 Motor Shaded Pole
Irisan penampang motor shaded pole memperlihatkan dua bagian, yaitu bagian stator dengan belitan stator dan dua kawat shaded pole. Bagian rotor sangkar ditempatkan di tengah-tengah stator, lihat gambar 2.1
Gambar 2.17 Rangakain Motor Shaded Pole
Torsi putar dihasilkan oleh adanya pembelahan phasa oleh kawat shaded pole. Konstruksi yang sederhana, daya yang kecil, handal, mudah dioperasikan, bebas perawatan dan cukup di suplai dengan Tegangan AC 220 V, jenis motor shaded pole banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga kecil. Contohnya, kipas angin, pemutar piringan hitam, mengasut motor sinkro
3. Motor Universal
Salah satu solusi yang paling menonjol adalah, dengan merancang mesin arus searah yang dapat bekerja dengan sumber arus bolak-balik satu fasa. Motor arus searah akan menimbulkan momen yang arahnya tergantung pada arah arus yang mengalir dalam jangkar dan polaritas medan magnet. Bila mesin arus searah dapat dirancang sehingga bila arus berbalik arah, arah medan magnetpun membalik, dan rugi-rugi fluksi bolak balik dibuat kecil. Cara memenuhi cara yang pertama adalah dengan menghubungkan medan penguat, seri dengan jangkar. Syarat kedua dapat dipenuhi dengan membuat inti terdiri dari lamel-lamel tipis.
Mesin shunt tidak dapat bekerja dengan baik karena induktansi belitan penguat lebih besar induktansi jangkar. Demikian sehingga stengah perioda berikut arah momen berlawanan, sehingga momen rata-rata dan efisiensi menjadi rendah. Motor seri yang bekerja pada sumber satu fasa di sebut motor universal karena dapat bekerja dengan baik untuk frekwensi berapa saja, dari arus searah sampai
frekwensi yang dirancang. Frekwensi paling tinggi yang pernah dirancang adalah 60 Hz.
Gambar 2.18 Rangakain Motor universal
Bentuk stator dari motor universal terdiri dari dua kutub stator. Belitan rotor memiliki dua belas alur belitan dan dilengkapi komutator dan sikat arang yang menghubungkan secara seri antara belitan stator dengan belitan rotornya. Motor universal memiliki kecepatan tinggi sekitar 3000 rpm. Motor universal dipakai pada beban dengan momen asut yang tinggi. Contohnya, bor tagan, mesin gerenda, penghisap debu, perkakas dapur.
4. Motor Kapasitor
Motor kapasitor satu fasa banyak digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti motor pompa air, motor mesin cuci, motor lemari es, motor air conditioning. Konstruksinya sederhana dengan daya kecil dan bekerja dengan tegangan suplai PLN 220 V, oleh karena itu menjadikan motor kapasitor ini banyak dipakai pada peralatan rumah tangga.
Motor kapasitor dengan daya diatas 1 KW di lengkapi dengan dua buah kondensator dan satu buah saklar sentrifugal. Belitan utama U1-U2 dihubungkan dengan jala-jala L1 dan Netral N. Belitan bantu Z1-Z2 disambungkan seri dengan kondensator kerja CB, dan sebuah kondensator starting CA diseri dengan kontak normally close (NC) dari saklar sentrifugal,
Gamabar 2.20 Pengawatan Motor kapasitor dengan Dua kapasitor
Awalnya belitan utama dan belitan bantu mendapatkan tegangan dari jala-jala L1 dan Netral. Kemudian dua buah kondensator CB dan CA, keduanya membentuk loop tertutup sehingga rotor mulai berputar, dan ketika putaran mendekati 70% putaran nominalnya, saklar sentrifugal akan membuka dan kontak normally close memutuskan kondensator bantu CA. Fungsi dari dua kondensator yang disambungkan parallel, CA+CB, adalah untuk meningkatkan nilai torsi awal untuk mengangkat beban. Setelah putaran motor mencapai 70% putaran, saklar
sentrifugal terputus sehingga hanya kondensator kerja CB saja yang tetap bekerja. Jika kedua kondensator rusak maka torsi motor akan menurun drastis
5. Motor Repulsi
Motor repulsi ini sangat istimewa karakteristiknya, demikian pula harganya mahal. Ada kumutator jadi pemeliharannya lebih sulit. 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 arus searah/DC. Motor repulsi mempunyai sebuah belitan stator yang diatur untuk hubungan ke sumber tegangan dan sebuah belitan rotor yang dihubungkan ke sebuah komutator. Secara prinsip motor listrik ini mempunyai belitan stator sama seperti jenis-jenis motor satu fasa, tetapi mempunyai rotor seperti rotor motor arus searah,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 listrik dapat diatur dengan cara menggeser letak sikat ke kiri atau ke kanan dari garis netral. Semakin besar sudut pergeseran semakin besar perubahan kecepatan motor listrik demikian pula terhadap momen kopel dari motor.
Pada dasarnya Motor repulsi dapat dibedakan menjadi tiga kelompok yaitu:
1) Motor repulsi start (induction run motor)
2) Motor repulsi
3) Motor Repulsi Induction Full
Prinsip kerja dari ketiga motor listrik tersebut adalah sama hanya bedanya terletak pada sifat dan pemakaiannya. Untuk lebih jelasnya sirkuit diagram dapat dilihat pada gambar di bawah ini
.
Gambar 2.21. Sirkuit diagram motor repulsi
1) Motor repulsion start induction run motor, Dimana gerak mulanya seperti
motor repulsion, bila tercapai kecepatan penuh, kumparan rotor dihubungsingkatkan dengan menggunakan sakelar sentrifugal, maka motor akan
2) Motor repulsi, Motor dengan kumparan rotor lewat komutator dimana sikat-sikatnya dihubungsingkatkan.
3) Motor repulsion induction full motor listrik ini menggunakan rotor sangkar pada bagian bawah dari alur kumparan rotor (rotor mempunyai dua tingkat alur, yaitu alur sangkar dan alur kumparan), motor tipe ini tidak dilengkapi dengan sakelar sentrifugal. Prinsip gerak mulanya sama dengan tipe Motor repulsion start induction run motor
Kopel mula motor repulsi sama dengan motor kapasitor start yang berkisar antara 300%-350% dari kopel beban penuh. Sedangkan arus start pada motor repulse ini jauh lebih mudah 30% - 40% dibandingkan dengan jenis motor satu fasa lainnya. Variasi kecepatan waktu beban penuh terjadi slip antara 2,5 % – 5 %.
Motor repulsi dibuat dalam ukuran ¼-5 HP pada kecepatan 1800 rpm dengan kopel awal 350 % dari kopel beban penuh. Karakteristik ini sangat baik. Motor listrik beroperasi dengan kecepatan yang berubah ubah, disamping motor mempunyai gerak mula yang besar, sehingga dapat digunakan untuk beban yang berat. Motor repulsi, dipakai pada beban dengan momen asut tinggi. Contohnya, pengangkat gandum, perkakas pertanian
