MOTOR STARTER

Tujuan Instruksional Khusus :

Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa dapat :

1. Menjelaskan prinsip kerja motor starter pada mobil.

2. Menjelaskan komponen-komponen motor starter.

3. Membongkar dan merangkainya kembali motor starter.

I. Dasar Teori

Motor starter yang dipergunakan untuk automobile dilengkapi dengan magnetic

switch yang memindahkan gigi yang berputar (selanjutnya disebut gigi pinion) untuk

berkaitan atau lepas dari ring gear yang dipasangkan mengelilingi flywheel (roda gila) yang

dibaut pada poros engkol. Mobil yang dirancang untuk daerah yamg dingin menggunakan

motor starter tipe reduksi, yang dapat menghasilkan momen yang lebih diperlukan untuk

menstart mesin dari pada yang tipe konvensional. Saat ini banyak memakai yang motor

starter tipe reduksi.

Gambar 1. Motor Starter Tipe Reduksi.

Komponen-komponen Motor Stater :

1. Yoke & Pole Core

Yoke dibuat dari logam yang berbentuk silender dan berfungsi sebagai tempat pole core yang

diikat dengan sekrup. Pole core berfungsi sebagai penopang field coil dan memperkuat

medan magnet yang ditimbulkan oleh field coil.

Gambar 2. Yoke & Pole core.

2. Field Coil

Field coil dibuat dari lempengan tembaga dengan maksud dapat memungkinkan mengalirkan

arus listrik yang cukup kuat/besar. Field coil berfungsi untuk dapat membangkitkan medan

magnet.

Gambar 3. Field Coil.

3. Armature & Shaft

Armature terdiri dari sebatang besi yang berbentuk silindris dan diberi slot-slot, poros,

komulator serta kumparan armature. Dan berfungsi untuk merubah energi listrik menjadi

energi mekanik dalam bentuk gerak putar.

Gambar 4. Armature & Shaft

4. Brush

Brush dibuat dari tembaga lunak dan berfungsi untuk meneruskan arus listrik dari field coil

ke armature coil langsung ke masa melalui komutator. Brush ada 4 buah yaitu dua buah

disebut brush positif dan yang dua lagi negatif

Gambar 5. Brush

5. Armature Brake

Armature brake berfungsi sebagai pengereman putaran armature setelah lepas dari perkaitan

dengan roda penerus.

Gambar 6. Armature Brake.

6. Drive Lever

Drive lever berfungsi untuk mendorong pinion gear ke arah posisi berkaitan dengan roda

penerus. Dan melepas perkaitan pinion gear dari perkaitan roda penerus.

Gambar 7. Drive Lever.

7. Starter Clutch

Starter clutch berfungsi untuk memindahkan momen puntir dari armature shaft kepada roda

penerus, sehingga dapat berputar. Starter clutch juga berfungsi sebagai pengaman dari

armature coil bilamana roda penerus cenderung memutar pinion gear.

Gambar 8. Starter Clutch

8. Sakelar Magnet (Magnet Switch)

Sakelar magnet digunakan untuk menghubungkan dan melepaskan pinion gear ke/dari roda

penerus sekaligus mengalirkan arus listrik yang besar pada pada sirkuit motor starter melalui

terminal utama.

Gambar 9. Sakelar magnet

Cara Kerja Motor Starter

1. Pada saat starter switch ON

Apabila starter swicth diputar ke posisi ON, maka arus baterai menaglir melalui hold in coil

ke massa dan di lain pihak pull in coil, field coil dan ke massa melalui armature. Pada saat ini

hold dan pull in coil membentuk gaya magnet dengan arah yang sama, dikarenakan arah arus

yang mengalir pada kedua kumparan tersebut sama. Dari kejadian ini kontak plate (plunger)

akan bergerak ke arah menutup main switch, sehingga drive lever bergerak menggeser starter

clutch ke arah posisi berkaitan dengan ring gear. Untuk lebih jelas lagi aliran arusnya adaiah

sebagai berikut :

Baterai - terminal 50 - hold in coil - massa

Baterai - terminal 50 - pull in coil - field coil – armature - massa

Oleh karena arus yang mengalir ke field coil pada saat itu, relatif kecil maka armature

berputar lambat dan memungkinkan perkaitan pinion dengan ring gear menjadi lembut. Pada

keadaan ini kontak plate belum menutup main switch.

Gambar 10. Saat Starter Switch ON

2. Pada saat pinion berkaitan penuh.

Bila pinion gear sudah berkaitan penuh dengan ring gear, kontak plate akan mulai menutup

main switch, maka saat itu arus akan mengalir sebagai berikut :

Baterai - terminal 50 - hold in coil - massa

Baterai – main switch – terminal c – field coil – armature - massa

Seperti gambar diatas di terminal C ada arus, maka arus dari pull in coil tidak dapat menalir,

akibatnya kontak plate ditahan oleh kemagnetan hold in coil saja. Bersama dengan itu arus

yang besar akan mengalir dari baterai ke field coil – armature – massa melalui main switch.

Akibatnya starter dapat menghasilkan momen puntir yang besar yang digunakan memutarkan

ring gear. Bilaman mesin sudah mulai hidup, ring gear akan memutar armature melalui

pinioon. Untuk menghindari kerusakan pada starter akibat hal tersebut maka kopling starter

akan membebaskan dan melindungi armature dari putaran yang berlebihan.

Gambar 11. Saat Pinion Berkaitan Penuh

3. Pada Saat Starter Switch OFF

Sesudah starter switch dihidupkan ke posisi OFF, dan main switch dalam keadaan belum

membuka (belum bebas dari kontak plate). Maka aliran arusnya sebagai berikut :

Baterai – terminal 30 – main switch – terminal C

Field coil – armature – massa

Oleh karena starter switch OFF maka pull in coil dan hold in coil tidak mendapat arus dari

terminal 50 melainkan dari terminal C. sehingga aliran arusnya akan menjadi : Baterai –

terminal 30 - main switch – terminal c

pull in coil – hold in coil – massa

Karena arus pull in coil dan hold in coil berlawanan maka arah gay-a magnet yang dihasilkan

juga berlawanan sehingga kedua-duanya saling menghapuskan, hal ini mengakibatkan

kekuatan return spring dapat mengembalikan kontak plate ke posisi semula. Dengan

demikian drive lever menarik starter clutch dan pinion akan terlepas dari perkaitan.

Gambar 12. Starter Switch OFF

II. Alat Yang Digunakan

1. Motor Starter

2. Kunci pas

3. Multimeter

4. Obeng (+) dan (-)

5. Amplas

6. Kunci Ring 10 x 12, 12 x 14

III.Langkah Pratikum

1. Lepaskanlah mur dan tutup sehingga switch magnet terpisah dari motor starter.

2. Lepaskan field frame dan armature dengan cara melepas dua baut panjang.

3. Lepaskan komutator dan frame dengan melepas dua sekrupnya.

4. Dengan menggunakan obeng ataupun peralatan yang memadai untuk

melepaspemegang sikat.

5. Lakukanlah hal tersebut untuk semua bagian motor starter sehingga menjadi

komponen-komponen yang terpisahkan.

6. Bersihkan bagian-bagian motor listrik dari kotoran.

7. Periksalah keadaan komponen-komponen.

8. Gambarlah urutan bentangan pada komutator dan ukurlah tahanan.

9. Ukurlah tahanan komutator.

10. Rakit kembali motor starter seperti semula.

IV. Data Percobaan

Jenis Motor StarterStator Rotor

R ( Ω ) P ( mm ) L ( mm ) R ( Ω ) P ( mm ) L ( mm )Motor Starter Kecil 2.8 4.65 1.7 3.1 3.2 1.65Motor Starter Sedang 3.1 7 3 3.1 4.5 3.3Motor Starte besar 3.1 10.7 1.8 3 4.1 2.5

Perhitungan Data Pengukuran

1. Motor Starter Kecil

Lilitan Kawat Stator Lilitan Kawat Rotor

R = 2.8

P = 4.65 mm

L = 1.7 mm

A = 7,905 mm2

ρ ( Tahanan jenis tembaga ) =

0,017241 mm2 / m

Penyelesaian :

L = R . Aρ

= 2.8x 7,9050,017241

= 1283,8 m

V = L x A

= 1283,8 x10-6 x 7,905

= 0,0101 m3

ρ (Massa jenis tembaga) = 8,94 x

103 kg/m

ρ = mV

m = ρ x V

m = 8,94x103 x 0,0101

= 90,72 kg

R = 3,1

L = 1,65 mm

P = 3,2 mm

A = 5,28 mm2

ρ ( Tahanan jenis tembaga ) =

0,017241 mm2 / m

Penyelesaian :

L = R . Aρ

= 3,1x 5,280,017241

= 949, 36 m

V = A x L

= 5,28 x10-6 x 949, 36

= 5,01 x 10-3 m3

m = ρ x V

= 8,94x103 x 5,01 x 10-3

= 44,8 kg

2. Motor Starter Sedang

Lilitan Kawat Stator Lilitan Kawat Rotor

R = 3,1

L = 3 mm

P = 7 mm

A = 21 mm2

ρ ( Tahanan jenis tembaga ) =

0,017241 mm2 / m

Penyelesaian :

L = R . Aρ

= 3,1x 21

0,017241

= 3775,88 m

V = A x L

= 21 x 10-6 x 3775,88

= 0,0793 m3

m = ρ x V

= 8,94 x 103x 0,0793

= 712,4925 kg

R = 3.1

L = 3,3 mm

P = 4,5 mm

A = 14,85 mm2

ρ ( Tahanan jenis tembaga ) =

0,017241 mm2 / m

Penyelesaian :

L = R . Aρ

= 3.1x 14,850,017241

= 2670.08 m

V = A.L

= 14,85 x 10-6 x 2670.08

= 0,0397 m3

m = ρ x V

= 8,94x103 x 0,0397

= 356,06 kg

3. Motor Starter Besar

Lilitan Kawat Stator Lilitan Kawat Rotor

R = 3

L = 1,8 mm

P = 10,7 mm

A = 19,26 mm2

ρ ( Tahanan jenis tembaga ) =

0,017241 mm2 / m

Penyelesaian :

L = R . Aρ

= 3 x 19,260,017241

= 3351,3 m

V = A.L

= 19,26 x 10-6 x 3351,3

= 0,06455 m3

m = ρ x V

= 8,94x103 x 0,06455

= 579,6 kg

R = 3.1

L = 2,5 mm

P = 4,1 mm

A = 10,25 mm2

ρ ( Tahanan jenis tembaga ) =

0,017241 mm2 / m

Penyelesaian :

L = R . Aρ

= 3.1x 10,250,017241

= 1842,99 m

V = A.L

= 10,25 x 10-6 x 1842,99

= 0,0189 m3

m = ρ x V

= 8,94x103 x 0,0189

= 169,64 kg

Tabel Perhitungan

Jenis Motor StarterRotor Stator

L ( m ) V ( m3 ) M ( Kg ) L ( m ) V ( m3 ) M ( Kg )

Motor Starter Kecil 949,36 0,00501 44,8 1283,3 0,0101 90,72Motor Starter Sedang 2670,08 0,0397 356,06 3775,88 0,0793 712,49Motor Starte besar 3351,3 0,0645 579,6 1842,99 0,0189 169,64

V. Diagram Pengawatan

1. Belitan Stator Motor Starter Kecil

2. Belitan Stator Motor Starter Sedang

3. Belitan Stator Motor Starter Besar

VI. Analisa Praktikum

Pada praktikum perawatan dan perbaikan ini dilakukan pengukuran terhadap tiga

buah motor stator dengan ukuran yang berbeda untuk mengetahui nilai panjang, volume , dan

massa kumparan kawat stator – rotor motor starter.Dimana variable pengukuran yaitu

panjang , lebar ,dan nilai tahanan kawat kumparan stator-rotor motor starter.Kemudian

dilakukan pengamatan terhadap diagram pengawatan kumparan pada stator motor stator

Dalam praktikum ini dapat diketahui hubungan luas penampang kawat tembaga

dengan kuat hantar arus, pada pengukuran didapatkan nilai luas penampang berbeda antara

kumparan medan stator, dan kumparan stator, pada motor starter kecil didapatkan luas

permukaan kawat stator 7,905 mm2 dan rotor 5,28 mm2 ,pada motor starter sedang didapatkan

luas permukaan kawat stator 21 mm2 dan rotor 14,85 mm2 dan pada motor starter besar

didapatkan luas permukaan kawat stator 19,26 mm2 dan rotor 14,85 mm2. Disini luas

penampang terbesar pada motor starter sedang, dengan keadaan ini motor starter dengan

ukuran sedang menghasilkan tenaga yang paling besar karena karena pada kawat stator yaitu

disebut Field coil dibuat dari lempengan tembaga dengan maksud dapat memungkinkan

mengalirkan arus listrik yang cukup kuat/besar. Field coil berfungsi untuk dapat

membangkitkan medan magnet, dengan menghasilkan medan magnet yang kuat maka gaya

magnet yang dihasilkan semakin besar.dan torsi yang dihasilkan juga besar.

Sedangkan pada perhitungan didapatkan masa dan panjang masing-masing lilitan

tembaga pada motor starter kecil untuk stator didapatkan masa 90,72 Kg dan panjang 1283,3

m dan pada rotor didapatkan masa 44,8 Kg dan panjang 949,36 m. Pada motor starter sedang

untuk stator didapatkan masa 712,49Kg dan panjang 3775,88m dan pada rotor didapatkan

masa 356,06 Kg dan panjang 2670,08 m. Dan motor starter besar untuk stator didapatkan

masa 169,64 Kg dan panjang 1842,99 m dan pada rotor didapatkan masa 579,6 Kg dan

panjang 3351,3 m. pada perhitungan ini nilai yang didapakan terlalu besar, tidak mungkin

nilai masa untuk motor starter kecil yang masanya < 5 Kg nilai masa lilitan tembaga > 100

Kg. begitu pula untuk jenis motor starter lainnya masa lilitan tembaga secara perhitungan

lebih besar dari pada berat motor starter secara keseluruhan,.

Secara singkat prinsip kerja dari rangkaian system motor starter yaitu saat kunci

kontak posisi ON , maka arus masuk ke terminal 50 dan hold in coil , pull in coil terjadi

kemagnetan yang mendorong pinion gear ke fly wheel ,selain itu juga arus yang dari terminal

30 juga terhubung dengan terminal C oleh plat kontak saat terjadinya kemagnetan pada hold

in coil dan pull in coil dan terminal C memberikan arus ke field coil dan sikat armature yang

disitu terjadi perubahan energy listrik menjadi energy mekanik.Di dalam motor starter

terdapat armature brake yang berfungsi untuk mengerem sisa putaran armature shaft setelah

pinion gear terlepas dari fly wheel gear.Apabila terjadi keausan pada bearing armature maka

akan terasa berat jika starter ,apabila terlalu sering dipaksa maka akan melemahkan baterai.Di

dalam pengoperasian motor starter gejala yang sering timbul antara lain yaitu mesin tidak

dapat hidup apabila di starter.Hal ini biasanya disebabkan oleh baterai yang

melemah ,terminal kotor ,solenoid rusak ,kabel kendor , atau armature terjadi hubung singkat.

Kemudian gejala lain dimana mesin berputar lambat yang dikarenakan tegangan baterai

lemah , terminal kotor , sikat terlalu pendek , komutator bocor , field coil bocor ataupun

setelan stud terlalu pendek. Sedangkan gejala lain dimana motor berputar terus walaupun

kontak dalam posisi off yaitu terjadinya kerusakan pada mekanisme kontak sehingg kontak

perlu diganti atau di cari penyebab kerusakannya.Kemudian dimana terminal 30 dengan

terminal 15 selenoid starter menempel terus karena terbakar akibat starter yang terlalu lama ,

pluyer macet , atau pegas pengembali melemah.

VII. Kesimpulan

1. Motor starter berfungsi untuk membantu menghidupkan penggerak mula dengan

memutar poros engkol melalui fly wheel

2. Motor starter mempunyai komponen Yoke & Pole Core, Field Coil, Armature &

Shaft, Brush, Armature Brake, Drive Lever, Starter Clutch,dan Sakelar Magnet

(Magnet Switch).

3. Motor starter mempunyai prinsip pada saat starter switch ON, pinion berkaitan penuh,

dan starter Switch OFF.

4. Kawat Field coil dibuat dari lempengan tembaga dengan maksud dapat

memungkinkan mengalirkan arus listrik yang cukup kuat/besar. Karena Field coil

berfungsi untuk dapat membangkitkan medan magnet

5. Motor starter ukuran sedang memiliki panjang kawat yang besar pada bagian stator

dibandingkan dengan ukuran motor starter besar dan kecil yaitu 3775,88 m.

6. Pada bagian rotor , motor starter besar memilik panjang kawat yang besar yaitu

3351,3 m

7. Panjang kawat terkecil yaitu pada motor starter ukuran kecil dimana kawat rotor

949,36 m dan kawat stator 1283,3 m

8. Massa kawat terbesar pada motor starter ukuran sedang yaitu untuk rotor 356,06 kg

dan untuk stator 712,49 kg.

9. Mesin tidak hidup di karenakan tegangan baterai lemah ,terminal kotor,solenoid

rusak,kabel kendor atau armature terjadi hubung singkat.

10. Mesin berputar lambat dikarenakan tegangan baterai lemah,terminal kotor,sikat terlalu

pendek,komutator bocor,field coil bocor atau setelan stud terlalu pendek

11. Motor berputar terus walaupun kontak off diakibatkan mekanisme kontak

rusak,pluyer macet , pegas tidak dapat kembali ataupun terminal 30 dan terminal 15

selenoid menempel terus akibat starter yang terlalu lama.

VIII. Daftar Pustaka

http://otomotiflearning.blogspot.com

Rumus-rumus Dasar Elektrikal (Tahanan Penghantar) duniatehnikku.htm

Gudang Rumus Tahanan dan Daya Hantar Penghantar.htm

http://m-edukasi.net/online/2007/motorstater/materi04.html