makalah jenis - jenis motor listrik

JENIS-JENIS MOTOR LISTRIK 23 Mei 2013

Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi

mekanik. Energi mekanik yang dihasilkan sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari, misalnya

untuk memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan,dll.

Motor listrik mempunyai berbagai jenis seperti motorAC maupun DC , pada jenis AC ataupun

DC pula terdapat lagi jenis-jenis motor yang berbeda fungsi dan spesifikasinya maka perlu adanya

penjelasan secara khusus tentang jenis-jenis motor sehingga tidak akan terjadi ketidaksesuain dalam

penggunaan motor listrik.

1.2 Batasan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka permasalahan yang akan dibahas dalam

makalah ini adalah :

1. Motor DC penguat terpisah

2. Motor DC penguat sendiri

3. Motor servo AC/DC

1.3 Tujuan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk :

1.3.1 Tujuan Umum

1. Mengetahui apa yang dimaksud dengan motor DC

2. Mengetahui jenis-jenis motor DC.

1.3.2 Tujuan Khusus

1. Mengetahui pengertian serta prinsip kerja motor DC penguat terpisah.

2. Mengetahui pengertian serta prinsip kerja motor DC penguat sendiri.

3. Mengetahui pengertian serta prinsip kerja Motor servo AC/DC.



BAB II

Landasan Teori

2.1 Pengertian Motor Listrik

Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi

energi mekanik. Energi mekanik yang dihasilkan sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari,

misalnya untuk 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 kerja nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-

motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.

Gambar 2.1 Diagram alur motor listrik.

2.2 Pengertian Motor DC

Motor arus searah (DC) ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga

listrik arus searah menjadi gerak atau energi mekanik, dimana tenaga gerak

tersebut berupa putaran dari rotor.

2.2.1 Prinsip Kerja Motor DC

Prinsip kerja suatu motor arus searah adalah suatu kumparan jangkar terdiri dari

belitan dan terletak diantara kutub-kutub magnet. Kalau kumparan dilalui arus maka pada

kedua sisi kumparan bekerja gaya Lorentz. Aturan tangan kiri dapat digunakan untuk

menentukan arah gaya Lorentz, dimana gaya jatuh pada telapak tangan, jari-jari yang



yang direntangkan menunjukkan arah arus, maka ibu jari yang direntangkan

menunjukkan arah gaya.

Kedua gaya yang timbul merupakan sebuah kopel. Kopel yang dibangkitkan

pada kumparan sangat tidak teratur, karena kopel itu berayun antara nilai maksimum dan

nol. Untuk mendapatkan kopel yang relatif sama dan sama besar, dibagi sejumlah besar

kumparan di sekeliling jangkar. Kumparan-kumparan itu dihubungkan dengan lamel

tersendiri pada komutator, sehingga

motor arus searah tidak berbeda dengan generator arus searah. Perbedaan motor dan

generator hanya terletak pada konversi dayanya. Generator adalah mesin listrik yang

mengubah daya masuk mekanik menjadi daya listrik. Sedangkan motor mengubah daya

masuk listrik menjadi mekanik.

Gambar 2.2 Bagian-bagian motor DC.

Bagian-bagian motor DC

Stator

Rangka

Rangka mesin merupakan bagian dari tempat mengalirnya fluks magnet,bagian ini terbuat dari

bahan ferromagnetic. Fungsi dari rangka adalahuntuk meletakkan alat-alat tertentu dan bagian-

bagian mesin lainnya.

Inti kutub magnet dan lilitan penguat magnet

Kutub-kutub magnet pada mesin listrik menghasilkan fluks magnet.Elektromagnetisme terjadi

akibat kutub diberi lilitan penguat magnet yangberfungsi untuk tempat aliran arus.-

Sikat komutator



Sikat komutator merupakan alat terjadinya proses komutasi. Fungsi utamakomutator adalah

sebagai penghubung aliran arus jangkar ke terminal luar dan atau dari terminal luar ke jangkar.

Rotor

Komutator

Bagian ini merupakan alat yang berfungsi sebagai penyearah mekanik. Agar menghasilkan

penyearah yang baik, jumlah komutator yang digunakanharus banyak.

Jangkar

Jangkar memiliki bentuk silinder yang diberi alur pada bagian permukaannya untuk

melilitkan kumparan-kumparan tempat terbentuknya GGL imbas.

Lilitan jangkar

Lilitan jangkar terdiri atas beberapa kumparan yang dipasang di dalam alur jangkar. Tiap

kumparan dapat terdiri atas lilitan kawat atau lilitan batang.Fungsi lilitan jangkar sebagai

terbentuknya GGL imbas.

2.3 Jenis Motor DC

1. Motor arus searah penguatan terpisah.

2. Motor arus searah penguatan sendiri.

Motor arus searah penguat sendiri dapat diklasifikasi sebagai berikut :

a) Motor arus searah penguatan shunt.

b) Motor arus searah penguatan seri.

c) Motor arus searah kompon.

Kompon panjang

Kompon pendek

2.4 Pengertian Motor Servo

Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana posisi dari

motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor

ini terdiri dari motor dc, rangkaian gear , potensio meter dan rangkaian control.



BAB III

Motor DC Penguat Terpisah, Motor DC Penguat Sendiri,

Motor Servo AC dan DC

3.1 Motor DC Penguat Terpisah

Motor DC penguat terpisah adalah merupakan salah satu dari jenis motor dc yang dapat

menambah kemampuan daya dan kecepatan karena memiliki fluks medan () yang dihasilkan

oleh kumparan medan, yang terletak secara terpisah dan mempunyai sumber pembangkit

tersendiri berupa tegangan dc.

Sehingga, jenis motor dc penguat terpisah ini sangat memungkinkan untuk dapat membangkitkan

fluks medan () bila dibandingkan dengan menggunakan motor dc magnet permanen. Karena

motor dc penguat terpisah mempunyai fleksibilitas dalam pengontrolan.

Gambar 3.1 Rangkaian motor DC penguat terpisah

Persamaan arus, tegangan dan daya pada motor DC penguat terpisah:

Im =

(ampere)

Ia = IL

E =V- (Ia X Ra) - 2e (volt)

Pin = V X IL

Pj = Pm = E X Ia (watt)

Pout = Pm Rugi besi dan gesekan



3.2 Motor DC Penguat Sendiri

3.2.1 Motor DC Shunt

Motor shunt mempunyai pengaturan kecepatan yang baik dan digolongkan sebagai motor

kecepatan konstan walaupun kecepatannya agak berkurang sedikit dengan bertambahnya beban.

Jika beban ditambahkan pada motor shunt, kecepatan motor langsung cenderung menjadi lambat.

Ggl lawan langsung berkurang karena bergantung pada kecepatan, dan praktis fluksi medan

adalah konstan. Berkurangnya ggl lawan dengan bertambanya beban memugkinkan arus jangkar

bertambah sehingga memberikan kopel yang besar untuk setiap beban yang bertambah.

Bertambahnya arus jangkar menyebabkan penurunan, Ia Ra lebih besar yang berarti ggl lawan

tidak kembali pada harga semula tetapi tetap pada harga yang lebih rendah. Seperti dibuktikan

pada persamaan diatas

Kecepatan dasar motor shunt adalah kecepatan medan penuh, yang perlu diperhatikan

adalah bahwa rangkaian medan shunt motor yang sedang berjalan tanpa beban, sama sekali tidak

boleh dibuka. Hilangnya fluksi medan menyebabkan kecepatan motor naik hingga kesuatu harga

tinggi yang dapat membahayakan.

Cara hubungannya yaitu medan shunt dihubungkan langsung pada terminal sehingga

paralel dengan rangkaian jangkar. Tahanan geser medan biasanya dihubungkan seri dengan

medan.

Gambar 3.2 Rangkaian motor DC penguat shunt



Persamaan arus dan tegangan:

Ea = Vt + Ia X Ra

Ish =

IL = Ia + Ish

dimana:

Ish = arus kumparan medan shunt [ Ohm ].

IL = arus beban [ Ampere ].

Vt = tegangan terminal medan motor arus searah [ Volt ].

Rsh = tahanan medan shunt [ Ohm ].

Rs = tahanan medan seri [ Ohm ].

3.2.2 Motor DC Seri

Pada motor seri, medan dihubungkan secara seri dengan jangkar. Oleh karena

medan seri harus mengalirkan seluruh arus jangkar, maka lilitannya sedikit dan kawatnya

relatif besar. Setiap perubahan beban menyebabkan perubahan arus jangkar dan juga

perubahan fluksi arus medan. Oleh sebab itu, ketika beban berubah, kecepatan juga

berubah.

Motor seri tidak mempunyai kecepatan beban nol yang terbatas. Jika beban dibuang dari

motor, fluksi medan berkurang. Jika beban semua dibuang, fluksi praktis menjadi nol dan

kecepatan motor menjadi tinggi dan berbahaya.

Gambar 3.3. Rangkaian motor DC penguat seri




IL = Is = Ia

Ea = Vt - IL (Rs+Ra)

dimana :

Is = arus kumparan medan seri [ Ampere ].


IL = arus beban [ Ampere ].

3.2.3 Motor DC Kompon

Motor kompon merupakan karakter kerja gabungan dari motor seri dan shunt.

Motor DC kompon mempunyai kecepatan tanpa beban terbatas dan dapat dioperasikan

dengan aman pada keadaan tanpa beban. Jika beban bertambah, kenaikan fluks medan

menyebabkan kecepatan berkurang lebih banyak dari yang dilakukan pada kecepatan

motor shunt.

Pada motor DC kompon ini terbagi menjadi 2 bagian, yaitu :

Motor kompon panjang

Motor kompon pendek

3.2.3.1 Motor DC Kompon Panjang

Gambar 3.4 Rangkaian motor DC kompon panjang




IL = Ish + Ia

Ish =

Vt = E + Ia (Ra+Rs)

dimana:

Rsh = tahanan medan shunt [ Ohm ].


3.2.3.2 Motor Kompon Pendek

Gambar 3.5. Rangkaian motor DC kompon pendek


IL = Ish + Ia

Ish =

V = Vab + IL X Rs

Pengaturan kecepatan motor dapat dilakukan dengan tiga cara secara manual maupun otomatis

yaitu :

1. Pengaturan fluks medan

2. Pengaturan tahanan jangkar Ra

3. Pengaturan tegangan terminal Vt

Dengan mengatur arus medannya, kecepatan putar motornya hanya dapat dibuat lebih tinggi dari

kecepatan normalnya, seperti dapat dilihat pada rumus.



3.3 Motor Servo

Motor servo adalah jenis motor yang digunakan sebagai penggerak pada sistem servo

(servosystem) seperti pada penggerak pada kontrol posisi lengan robot. Motor servo secara

struktur mesin listrik ada 2 macam : motor servo dc dan motor servo ac.

3.3.1 Motor Servo DC

Motor servo dc mempunyai konstruksi yang sama dengan konstruksi motor

dc. Dalam motor dc konvensional sikat dan cincin belah merupakan suatu

kerugian. Karena ada gesekan antara sikatdan cincin maka akan terjadi rugi gesek,

timbulnya percikan api dan terkikisnya sikat arangmaupun cincin.

Gambar 3.6. Prinsip kerja motor servo

Prinsip kerja motor didasarkan pada peletakan suatu konduktor dalam suatu

medan magnet. Pembahasan mengenai prinsip aliran medan magnet akan membantu

kita memahami prinsip kerja dari sebuah motor. Jika suatu konduktor dililitkan dengan

kawat berarus maka akan dibangkitkan medan magnet berputar. Kontribusi dari setiap

putaran akan merubah intensitas medan magnit yang ada dalam bidang yang tertutup

kumparan. Dengan cara inilah medan magnit yang kuat terbentuk. Tenaga yang

digunakan untuk mendorong flux magnit tersebut disebut Manetomotive Force ( MMF).

Flux magnet digunakan untuk mengetahui seberapa banyak flux pada daerah disekitar

koil atau magnit permanent. Medan magnit pada motor DC servo dibangkitkan oleh



magnit permanent, jadi tidak perlu tenaga untuk membuat medan magnit. Flux medan

magnit pada stator tidak dipengaruhi oleh arus armature. Oleh karena itu, kurva

perbandingan antara kecepatan dengan torsi adalah linier.

3.3.2 Motor Servo AC

Motor servo 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.

Gambar 3.7 Prinsip kerja motor servo



BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

1. Motor arus searah (DC) ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus

searah menjadi gerak atau energi mekanik, dimana tenaga gerak tersebut berupa putaran dari

rotor.

2. Motor DC terbagi menjadi

Motor arus searah penguatan terpisah,

Motor arus searah penguatan sendiri,

Motor arus searah penguat sendiri dapat diklasifikasi sebagai berikut :

a. Motor arus searah penguatan shunt.

b. Motor arus searah penguatan seri.

c. Motor arus searah kompon.

Kompon panjang

Kompon pendek

3. Motor DC penguat terpisah mendapatkan arus penguat medan rotor dan medan stator dari

luar motor sedangkan motor DC penguat sendiri mendapatkan arus penguat magnet berasal

dari motor itu sendiri.

4. Pada dasarnya prinsip kerja motor servo AC dan DC sama namun pada motor servo AC

diperlukan memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya.

4.2 Saran

1. Untuk pemilihan jenis motor listrik disarankan untuk mencari informasi secara

mendalam sehingga tidak akan ada ketidaksesuaian baik dalam pemahaman dan

penggunaan.

2. Untuk penyusunan makalah tentang jenis motor listrik kedepannya disarankan

agar mencari data jenis motor listrik secara keseluruhan dan lengkap.



Daftar Pustaka

http://puslit.petra.ac.id/journals/electrical/

Kadir Abdul. 1980. Mesin Arus Searah. Jakarta: Djambatan.

Sumardjati Prih dkk. 2008. Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik Jilid 3. Jakarta:

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen

Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional.

Wijaya, Mochtar. 2001. Dasar-dasar Mesin Listrik. Jakarta: Djambatan.

Eugene C. Lister,Mesin dan Rangkaian Listrik, Edisi keenam, Erlangga,Jakarta.

Mustaqim ,ANALISA PERALIHAN MOTOR ARUS SEARAH DENGAN BANTUAN

PEMROGRAMAN KOMPUTER, teknik Elektro Universitas Dipenogoro

makalah jenis - jenis motor listrik

Documents