LAPORAN PEMBUATAN MOTOR LISTRIK
DISUSUN OLEH :
• Alfiatu Nurul Rahmanida (03)
• Anida Fa’zia Zi’ni (05)
• Dewi Heny Awallia (09)
• Khofifatul Azizah (19)
• Nia Aulia Fastabiqa (24)
• Vika Nirmala Rahma (33)
SMA NEGERI 1 DEMAK
TAHUN PELAJARAN 2015/2016
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu. Motor listrik yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik asinkron, dengan dua standar global yakni IEC dan NEMA.
Motor asinkron IEC berbasis metrik (milimeter ), sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam aplikasi ada satuan daya dalam horse power (hp) maupun kiloWatt (kW). M o t o r l i s t r i k I E C d i b a g i m e n j a d i b e b e r a p a k e l a s s e s u a i d e n g a n e f i s i e n s i y a n g dimilikinya, sebagai standar diEU,pembagian kelas ini menjadi EFF1, EFF2 dan EFF3. E F F 1 a d a l a h m o t o r l i s t r i k y a n g
p a l i n g e f i s i e n , p a l i n g s e d i k i t m e m b o r o s k a n t e n a g a , s e d a n g k a n E F F 3 s u d a h t i d a k b o l e h d i p e r g u n a k a n d a l a m l i n g k u n g a n
E U , s e b a b memboroskan bahan bakar di pembangkit listrik dan secara otomatis akan menimbulkan buangan karbon yang terbanyak, sehingga lebih
mencemari lingkungan. S t a n d a r I E C y a n g b e r l a k u a d a l a h I E C 3 4 - 1 , i n i a d a l a h s e b u a h s t a n d a r y a n g mengatur rotating equipment bertenaga listrik.
Ada banyak pabrik elektrik motor, tetapi h a n y a s e b a g i a n s a j a y a n g b e n a r - b e n a r m e n g i k u t i a r a h a n I E C 3 4 - 1 d a n j u g a m e n g i k u t i arahan level efisiensi dari EU.Banyak produsen elektrik motor yang tidak mengikuti standar IEC dan EU
supaya produknya menjadi murah dan lebih banyak terjual,
banyak negaraberkembang menjadi pasar untuk produk ini, yang dalam jangka panjang memboroskan keuangan pemakai, sebab tagihan listrik yang semakin tinggi setiap tahunnya. Lembaga yang mengatur dan menjamin level efisiensi ini adalah
CEMEP, sebuahkonsorsium di Eropa yang didirikan oleh pabrik-pabrik elektrik motor yang ternama, dengan tujuan untuk menyelamatkan lingkungan dengan mengurangi pencemaran karbon secara global, karena banyak daya diboroskan dalam pemakaian beban listrik. Sebagai contoh, dalam sebuah industri rata-rata konsumsi listrik untuk motor listrik adalah sekitar 65-70% dari total biaya listrik, jadi memakai elektrik motor yang efisien akan mengurangi biaya overhead produksi, sehingga menaikkan daya saing produk, apalagi d e n g a n k e n a i k a n t a r i f l i s t r i k s e t i a p t a h u n , m a k a p e m a k a i a n m o t o r l i s t r i k E F F 1 s u d a h waktunya menjadi keharusan.
B. Tujuan
a. Mampu memahami maksud dari motor listrik b. Mampu memahami prinsip kerja dari motor listrik c. Untuk mengaplikasikan pemahaman Gaya Lorentz
BAB II
PEMBAHASAN
A. PENGERTIAN MOTOR LISTRIK
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu. Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit. Sebagaimana kita ketahui bahwa : kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap.
Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala disebut kuda kerjanya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.
B. JENIS – JENIS MOTOR LISTRIK
Tipe atau jenis motor listrik yang ada saat ini beraneka ragam jenis dan tipenya. Semua jenis motor listrik yang ada memiliki 2 bagian utama yaitu stator dan rotor. Stator adalah bagian motor listrik yang diam dan rotor adalah bagian motor listrik yang bergerak (berputar). Pada dasarnya motor listrik dibedakan dari jenis sumber tegangan kerja yang digunakan. Berdasarkan sumber tegangan kerjanya motor listrik dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu :
1. Motor listrik arus bolak-balik AC (Alternating Current) 2. Motor listrik arus searah DC (Direct Current)
Dari dua jenis motor listrik diatas terdapat varian atau jenis-jenis motor listrik berdasarkan prinsip kerja, konstruksi, operasinya dan karakternya. Dari berbagai jenis motor listrik yang ada dapat dibuat suatu gambar klasifikasi motor listrik sebagai berikut.
Klasifikasi Jenis Motor Listrik
Klasifikasi motor listrik dapat dijelaskan secara singkat pengertian dari setiap jenis motor listrik pada gambar klasifikasi diatas sebagai berikut.
1. Motor Listrik Arus Bolak-Balik (AC) adalah jenis motor listrik yang beroperasi dengan sumber tegangan arus listrik bolak balik (AC, Alternating Current). Motor listrik arus bolak-balik AC ini dapat dibedakan lagi berdasarkan sumber dayanya sebagai berikut : a. Motor sinkron, adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi
tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.
Komponen utama motor sinkron adalah :
· Rotor. Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan
magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnet rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.
· Stator. Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok. Motor ini berputar pada kecepatan sinkron.
b. Motor asinkron (induksi), merupakan motor listrik AC yang bekerja berdasarkan induksi meda magnet antara rotor dan stator. Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama sebagai berikut :
· Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti fan angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.
· Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.
2. Motor Listrik Arus Searah DC adalah jenis motor listrik yang beroperasi dengan sumber tegangan arus listrik searah (Direct Current).
Motor DC, sebagaimana namanya Motor arus searah, yaitu menggunkan arus DC. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.
Secara sederhana digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang
stasioner dan dynamo yang menggerakkan bearing pada ruang diantara kutub medan.
Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan yaitu kutub utara dan selatan. Garis magnetic energy membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan.
Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplekter dapat satu atau lebih
electromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.
· Dinamo
Bila arus masuk menuju dynamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakkan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub – kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub – kutub utara dan selatan dinamo.
· Commutator.
Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrikdalam dinamo.Commutator juga membantu dalam
transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.
Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang
tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya.Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur :
· Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan.
· Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
Motor listrik arus searah DC ini dapat dibedakan lagi berdasarkan sumber dayanya sebagai berikut :
Ø Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited. Adalah jenis motor DC yang sumber arus medan disupply dari sumber terpisah, sehingga motor listrik DC ini disebut motor DC sumber daya terpisah (separately excited).
Ø Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited. Adalah jenis motor DC yang sumber arus medan disupply dari sumberyang sama dengan kumparan motor listrik, sehingga motor listrik DC ini disebut motor DC sumber dayasendiri (self excited).
Motor DC sumber daya sendiri / self exited ini dibedakan lagi menjadi 3 jenis berdasarkan konfigurasi supply medan dengan kumparan motornya sebagai berikut :
a. Motor DC shunt, Pada motor DC shunt gulungan medan (medan shunt)
disambungkan secara paralel dengan gulungan motor listrik. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo.
b. Motor DC Seri, Pada motor DC seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan kumparan motor (A). Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo.
c. Motor DC Kompon/Gabungan, Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan motor listrik. Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil.
C. ALAT DAN BAHAN
1. Baterai 2. Magnet
3. Papan rangkaian 4. Paper Clip 5. Kumparan
6. Kawat penyangga 7. Jepit buaya
8. Kabel penghubung 9. Gunting
10. Selotip
D. CARA PEMBUATAN MOTOR LISTRIK
1. Siapkan alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan motor listrik 2. Rekatkan magnet pada papan rangkaian
3. Setelah magnet melekat pada papan rangkaian, selanjutnya merancang klip(kawat penyangga) , kabel penghubung dan baterai diletakkan diatas papan rangkaian
4. Kemudian setelah magnet, kabel penghubung dan klip yang dibuat kawat penyangga terpasang di papan rangkaian, lalu membuat kumparan dari bahan lilitan tembaga dan setelah terjadi kumparan, hilangkan email pada ujung kumparan
5. Selanjutnya setelah selesai membuat kumparan dan meletakkan pada papan
rangkaian, hubungkan kabel penghubung ke baterai sehingga kumparan tersebut akan berputar
6. Terbentuklah sebuah alat MOTOR LISTRIK SEDERHANA
E. MEKANISME KERJA MOTOR LISTRIK
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama. Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan. Pasangan gaya
menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar kumparan. Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan. Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/ torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok :
1. Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
2. Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).
3. Beban Dengan Energi Konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh: Peralatan mesin.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan :
Berdasarkan percobaan, ditunjukkan bahwa gerakan magnet di dalam kumparan
menyebabkan terjadinya perubahan garis gaya magnet (fluks magnetik) dan menyimpangnya jarum galvanometer. Hal ini menunjukkan bahwa pada kedua ujung kumparan terdapat arus listrik karena beda potensial yang timbul pada ujung kumparan disebut gaya gerak listrik (GGL) induksi. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa penyebab timbulnya GGL induksi adalah perubahan garis gaya magnet yang dilingkupi oleh kumparan. Semakin cepat terjadinya perubahan fluks magnetik, makin besar GGL induksi yang timbul dan makin besar arus yang mengalir serta makin besar deviasi jarum galvanometer.
Ketika dihubungkan dengan batang ferit arus yang terbaca lebih besar dibanding tanpa dihubungkan dengan batang ferit sehingga adanya batang ferit dapat memperbesar arus yang mengalir pada rangkaian dua kumparan. Banyak sedikitnya lilitan pada kumparan berpengaruh terhadap besarnya arus, semakin banyak jumlah lilitan kumparan baik yang dipasang dengan amperemeter maupun dengan sumber arus (catu daya) maka semakin besar arusnya.
Pengamatan arus pada amperemeter digital harus dilakukan dengan hati-hati karena penghubungan kabel-kabel harus tepat dan sesuai serta perlu mengatur skala pendeteksi arus yang disesuaikan
BAB IV
LAMPIRAN
KUMPARAN PAPER CLIP SELOTIP
MAGNET BATERAI DAN HASIL JADI
KAWAT PENGHUBUNG
MOTOR LISTRIK SEDERHANA
