tugas formaitf 1 m.listrik
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 Tugas Formaitf 1 m.listrik
1/10
MOTOR LISTRIK
Dosen Pengampu: Marwan Affandy, S.T.
Patar Marpaung (!"#$$%%$&'
AK)LTAS T*K+IKT*K+IK M*SI+
D# T*K+IK M*SI+
$%!
-
7/24/2019 Tugas Formaitf 1 m.listrik
2/10
!' Pengertian dari:a) Motor listrik
Adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energy mekanik.
b) Kemagnetan
Adalah suatu kelas fenomena fizikal yang melibatkan daya-daya yang
dikenakan oleh magnet ke atas magnet lain.
c) Kerapatan fluksi
Adalah ukuran jumlah medan magnet yang meleati luas penampang
tertentu.
d) Medan elektromagnet
Adalah bidang yang memiliki sifat magnetik dan listrik dan mengelilingi
benda dengan muatan listrik.
$' !ukum-hukum dari :
b) hukum "entz
!ukum "ens berbunyi : Arus induksi mengalir pada penghantar atau
kumparan dengan arah berlawanan dengan gerakan yang
menghasilkannya atau medan magnet yang ditimbulkannya melawan
perubahan fluks magnet yang menimbulkannya.
a. #ika kutub $ magnet batang di dekatkan kumparan A%& maka akan terjadi
pertambahan garis gaya magnet arah %A yang dilingkupi kumparan.
b. 'esuai dengan hukum "ens& maka akan timbul garis gaya magnet baru arah
A% untuk menentang pertambahan garis gaya magnet tersebut.
-
7/24/2019 Tugas Formaitf 1 m.listrik
3/10
c. (aris gaya magnet baru arah A% ditimbulkan oleh arus induksi pada
kumparan.
d. #ika kutub $ magnet batang dijauhkan& maka akan terjadi kebalikannya
d) Percobaan Maell
Maell menganalisa dan meramalkan baha cahaya merupakan bagian dari
gelombang elektromagnetik yang dipancarkan akibat dari terjadinya medan magnet atau medan
listrik yang tidak konstan *+berubah terhadap aktu,). Analisa Maell ini diuji oleh .!ertz
dengan membuat perubahan medan listrik.
(ambar Percobaan Maell
Pada percobaan ini sepasang lilitan dengan / *jumlah lilitan skunder) jauh lebih banyakdibanding 0 * lilitan primer ) pada lilitan skunder dipasang bola konduktor dan ditempat lain
disimpan pasangan bola konduktor juga ketika saklar * ' ) ditutup-buka pada bola konduktor
sebelah kiri terdapat percikan bunga api dan ternyata pada pasangan konduktor yang lain terjadipula percikan bunga api. (elombang yang dihasilkan oleh percobaan ini menunjukan sifat -sifat
pemantulan * refleksi )& difraksi dan polarisasi dapat diukur pula cepat rambat gelombang
tersebut sama dengan cepat rambat gelombang cahaya yaitu 3 x108
m1s.
f) (aya "orentzadalah gaya dalam bidang fisika yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak oleh
arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet. #ika ada sebuah penghantar yang dialiri arus
listrik dan penghantar tersebut berada dalam medan magnetik maka akan timbul gaya yang
disebut dengan nama gaya magnetik atau dikenal juga nama gaya lorentz. Arah dari gaya lorentz
selalu tegak lurus dengan arah kuat arus listrik *l) dan induksi magnetik yang ada *%). Arah gayaini akan mengikuti arah maju skrup yang diputar dari 2ector arah gerak muatan listrik *2)ke arah
medan magnet seperti yang terlihat dalam rumus dibaah ini :
-
7/24/2019 Tugas Formaitf 1 m.listrik
4/10
3 adalah gaya *dalam satuan unit1neton)
% adalah medan magnet *dalam unit telsa)
4 adalah muatan listrik *dalam satuan coulomb)
2 adalah arah kecepatan muatan*dalam unit m1detik)
adalah perkalian silang dari operasi 2ector
(ambar gaya "orentz
#' Klasifikasi motor listrik
K-asf/as 0ens Motor Lstr/
%erdasarkan sumber tegangan kerjanya motor listrik dapat dibedakan menjadi / jenis
yaitu :
0.Motor listrik arus bolak-balik A5 *Alternating 5urrent)
/. Motor listrik arus searah 65 *6irect 5urrent)
6ari / jenis motor listrik diatas terdapat 2arian atau jenis-jenis motor listrik berdasarkan
prinsip kerja& konstruksi& operasinya dan karakternya. 6ari berbagai jenis motor listrik yang ada
dapat dibuat suatu gambar klasifikasi motor listrik sebagai berikut.
-
7/24/2019 Tugas Formaitf 1 m.listrik
5/10
6ari gambar klasifikasi motor listrik diatas dapat dijelaskan secara singkat pengertian
dari setiap jenis motor listrik pada gambar klasifikasi diatas sebagai berikut.
Motor "istrik Arus %olak-%alik A5
Motor listrik arus bolak-balik adalah jenis motor listrik yang beroperasi dengan
sumber tegangan arus listrik bolak balik *A5& Alternating 5urrent). Motor listrik arus
bolak-balik A5 ini dapat dibedakan lagi berdasarkan sumber dayanya sebagai berikut
Motor sn/ron& adalah motor A5 bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekensi
tertentu. Motor ini memerlukan arus searah *65) untuk pembangkitan daya dan memiliki tor4ue
aal yang rendah& dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan aal dengan
beban rendah& seperti kompresor udara& perubahan frekensi dan generator motor. Motor sinkron
mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim& sehingga sering digunakan pada sistim yangmenggunakan banyak listrik.
Komponen utama motor sinkron adalah: 0.Rotor. Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah baha rotor mesin
sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. !al ini
memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. otor memiliki magnet
permanen atau arus 65-excited& yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu biladihadapkan dengan medan magnet lainnya.
/.Stator.'tator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekensi yang
dipasok.
Prinsip Motor 'inkron secara umum :0. %elitan medan terdapat pada rotor
/. %elitan jangkar pada stator
7. Pada motor sinkron& suplai listrik bolak-balik *A5 ) membangkitkan fluksi medan putarstator *%s) dan suplai listrik searah *65) membangkitkan medan rotor *%s). otor berputar karena
terjadi interaksi tarik-menarik antara medan putar stator dan medan rotor. amun dikarenakan
-
7/24/2019 Tugas Formaitf 1 m.listrik
6/10
tidak adanya torka-start pada rotor& maka motor sinkron membutuhkan prime-mo2er yang
memutar rotor hingga kecepatan sinkron agar terjadi coupling antara medan putar stator *% s) dan
medan rotor *%r).
Prnsp Ker1a Motor A2 sn/ron
Motor sinkron serupa dengan motor induksi pada mana keduanya mempunyai belitan stator
yang menghasilkan medan putar. 8idak seperti motor induksi& motor sinkron dieksitasi olehsebuah sumber tegangan dc di luar mesin dan karenanya membutuhkan slip ring dan sikat
*brush) untuk memberikan arus kepada rotor. Pada motor sinkron& rotor terkunci dengan medan
putar dan berputar dengan kecepatan sinkron. #ika motor sinkron dibebani ke titik dimana rotorditarik keluar dari keserempakannya dengan medan putar& maka tidak ada tor4ue yang
dihasilkan& dan motor akan berhenti. Motor sinkron bukanlah self-startingmotor karena tor4ue
hanya akan muncul ketika motor bekerja pada kecepatan sinkron9 karenanya motor memerlukanperalatan untuk membaanya kepada kecepatan sinkron.
Motor sinkron menggunakan rotor belitan. #enis ini mempunyai kumparan yang ditempatkanpadaslot rotor. 'lip ring dan sikat digunakan untuk mensuplai arus kepada rotor.
Penya-aan Motor Sn/ron
'ebuah motor sinkron dapat dinyalakan oleh sebuah motor dc pada satu sumbu. Ketika motormencapai kecepatan sinkron& arus A5 diberikan kepada belitan stator. Motor dc saat ini berfungsi
sebagai generator dc dan memberikan eksitasi medan dc kepada rotor. %eban sekarang boleh
diberikan kepada motor sinkron. Motor sinkron seringkali dinyalakan dengan menggunakanbelitan sangkar tupai *squirrel-cage) yang dipasang di hadapan kutub rotor. Motor kemudiandinyalakan seperti halnya motor induksi hingga mencapai ;
-
7/24/2019 Tugas Formaitf 1 m.listrik
7/10
Prnsp Ker1a Motor Indu/s
Motor induksi bekerja berdasarkan induksi elektromagnetik dari kumparan stator kepada
kumparan rotornya. (aris-garis gaya fluks yang diinduksikan dari kumparan stator akanmemotong kumparan rotornya sehingga timbul emf *ggl) atau tegangan induksi dan karena
penghantar *kumparan) rotor merupakan rangkaian yang tertutup& maka akan mengalir arus pada
kumparan rotor. Penghantar *kumparan) rotor yang dialiri arus ini berada dalam garis gaya fluksyang berasal dari kumparan stator sehingga kumparan rotor akan mengalami gaya "orentz yang
menimbulkan torsi yang cenderung menggerakkan rotor sesuai dengan arah pergerakan medan
induksi stator.Pada rangka stator terdapat kumparan stator yang ditempatkan pada slot-slotnyayang dililitkan pada sejumlah kutup tertentu. #umlah kutup ini menentukan kecepatan
berputarnya medan stator yang terjadi yang diinduksikan ke rotornya. Makin besar jumlah kutup
akan mengakibatkan makin kecilnya kecepatan putar medan stator dan sebaliknya. Kecepatan
berputarnya medan putar ini disebut kecepatan sinkron. %esarnya kecepatan sinkron ini adalahsebagai berikut.
sink> /pf *listrik& rad1dt) *7.0)
> /pf 1 P *mekanik& rad1dt)
atau:s > ?@. f 1 P *putaran1menit& rpm) *7./)
yang mana :f > frekuensi sumber A5 *!z)
P > jumlah pasang kutup
s dan sink > kecepatan putaran sinkron medan magnet stator
Motor ndu/s 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. 'ejauh ini motor ini merupakan jenis motoryang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga& seperti fan angin& mesin
cuci dan pengering pakaian& dan untuk penggunaan hingga 7 sampai !p.
Prnsp Ker1a Motor Indu/s Satu asa
8eori Medan Putar 'ilangPrinsip kerja motor induksi satu fasa dapat dijelaskan dengan menggunakan teori medan
putar silang *cross-field theory). #ika motor induksi satu fasa diberikan tegangan bolak-
balik satu fasa maka arus bolak-balik akan mengalir pada kumparan stator. Arus pada
kumparan stator ini menghasilkan medan magnet.Arus stator yang mengalir setengah periode pertama akan membentuk kutub utara di A
dan kutub selatan di 5 pada permukaan stator. Pada setengah periode berikutnya& arah
kutub-kutub stator menjadi terbalik. Meskipun kuat medan magnet stator berubah-ubahyaitu maksimum pada saat arus maksimum dan nol pada saat arus nol serta polaritasnya
terbalik secara periodik& aksi ini akan terjadi hanya sepanjang sumbu A5. 6engan
demikian& medan magnet ini tidak berputar tetapi hanya merupakan sebuah medanmagnet yang berpulsa pada posisi yang tetap *stationary).
-
7/24/2019 Tugas Formaitf 1 m.listrik
8/10
0ens0ens Motor Indu/s Satu asa
5ara paling mudah untuk menjalankan motor induksi satu fasa adalah denganmenambahkan sebuah kumparan bantu pada kumparan utama di bagian stator sehingga motor
dapat dijalankan. #ika dua kumparan terpisah ;@o listrik pada stator motor dan eksitasi dengan
dua ggl bolak-balik yang berbeda fasa sebesar ;@o listrik& dihasilkan medan magnet putar. #ikadua kumparan terpisah demikian dihubungkan paralel ke suatu sumber fasa& medan yang
dihasilkan akan bolak-balik& tetapi tidak berputar Karena kedua kumparannya eki2alen dengan
satu kumparan fasa. Akan tetapi& jika suatu impedansi dihubungkan seri dengan salah satukumparan ini& arusnya akan berbeda fasa. 6engan pemilihan impedansi yang cocok& arus dapat
dibuat agar berbeda fasa sampai ;@o listrik& sehingga menghasilkan medan putar sama seperti
medan dari motor dua fasa. Bnilah prinsip dari pemisahan fasa *phase splitting).
Pada keadaan berputar& motor induksi satu fasa dapat menghasilkan momen putar hanyadengan satu kumparan. 'ehingga dengan bertambahnya kecepatan motor kumparan bantu dapat
dilepas dari rangkaian. Pada kebanyakan motor& hal ini dilakukan dengan menghubungkan
sebuah saklar sentrifugal yang bekerja melepaskan hubungan kumparan bantu sistem.
Motor induksi satu fasa dikenal dengan beberapa nama. Penerapannya menjelaskan cara-carayang dipakai untuk menghasilkan perbedaan fasa antara arus yang mengalir pada kumparan
utama dan arus yang mengalir pada kumparan bantu.#enis-jenisnya adalah sebagai berikut:
0. Motor 3asa 8erpisah
/. Motor Kapasitor 'tart7. Motor Kapasitor Permanen
. Motor Kapasitor 'tart Kapasitor un
jumlah kutub pada motor.
/. Medan stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor.
7. Akibatnya pda kumparan jangkar *rotor) timbul tegangan induksi *ggl).
-
7/24/2019 Tugas Formaitf 1 m.listrik
9/10
. Karena kumparan jangkar merupakan kumparan tertutup& ggl *D) akan menghasilkan
arus *B).
& tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada kumparan jangkar
rotor& dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Kopel motor akan ditimbulkan apabilalebih kecil dari .
0@. 6ilihat dari cara kerjanya& motor induksi disebut juga sebagai motor tak serempak
atau asinkron.
Motor "istrik Arus 'earah 65
Motor listrik arus searah adalah jenis motor listrik yang beroperasi dengan sumber
tegangan arus listrik searah *65& 6irect 5urrent). Motor listrik arus searah 65 ini dapat
dibedakan lagi berdasarkan sumber dayanya sebagai berikut.
Motor D2 sum3er daya terpsa45 Separate-y *67ted. Adalah jenis motor 65 yang
sumber arus medan disupply dari sumber terpisah& sehingga motor listrik 65 ini disebut motor
65 sumber daya terpisah *separately ecited).
Motor D2 sum3er daya sendr5 Se-f *67ted. Adalah jenis motor 65 yang sumber
arus medan disupply dari sumberyang sama dengan kumparan motor listrik& sehingga motor
listrik 65 ini disebut motor 65 sumber dayasendiri *self ecited).
Motor 65 sumber daya sendiri 1 self eited ini dibedakan lagi menjadi 7 jenis berdasarkan
konfigurasi supply medan dengan kumparan motornya sebagai berikut.
Motor D2 s4unt& Pada motor 65 shunt gulungan medan *medan shunt) disambungkan
secara paralel dengan gulungan motor listrik. Fleh karena itu total arus dalam jalur
merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo.
Motor D2 Ser,Pada motor 65 seri& gulungan medan *medan shunt) dihubungkan
secara seri dengan gulungan kumparan motor *A). Fleh karena itu& arus medan sama
dengan arus dinamo.
Motor D2 Kompon58a3ungan& Motor Kompon 65 merupakan gabungan motor seri
dan shunt. Pada motor kompon& gulungan medan *medan shunt) dihubungkan secara
paralel dan seri dengan gulungan motor listrik. 'ehingga& motor kompon memiliki tor4ue
penyalaan aal yang bagus dan kecepatan yang stabil.
"' Mengapa bahan inti mesin listrik harus dari bahan feromagnetik G
-
7/24/2019 Tugas Formaitf 1 m.listrik
10/10
Karena bahan feromagnetik adalah bahan yang mudah menyalurgan ggm
Permeabilitasnya jauh diatas 0. %ahan ferromagnetic antara lain : 3e& 5o& i& (d& 6y& dan
terdiri dari dua bahan yang utama yaitu :0) %ahan yang mudah dijadikan magnet yang lazim disebut bahan magnetic lunak&
bahan ini banyak digunakan untuk inti transformator& inti motor atau
generator&rele&peralatan& sonar& atau radar./) %ahan ferromagnetic yaitu sulit dijadikan magnet tetapi setelah menjadi magnet tidak
mudah kembali seperti semula disebut bahan magnetic keras& bahan ini digunakan
untuk pabrikasi magnet permanen.
' $mumnya medan magnet pada listrik dihasilkan oleh magnet buatan & bukan magnet
permanen & mengapa hal tersebut dilakukan G
Karena Magnet buatan meliputi hampir seluruh magnet yang ada sekarang ini.
%entuk magnet buatan antara lain:
Magnet $
Magnet ladam
Magnet batang
Magnet lingkaran
Magnet jarum *kompas)
2ara mem3uat magnet
5ara membuat magnet antara lain:
6igosok dengan magnet lain secara searah.
Bnduksi magnet.
Magnet diletakkan pada solenoida dan dialiri arus listrik searah *65).
%ahan yang biasa dijadikan magnet adalah: besi dan baja. %esi lebih mudah untuk dijadikan
magnet daripada baja. 8api sifat kemagnetan besi lebih mudah hilang daripada baja. Fleh sebabitu& besi lebih sering digunakan untuk membuat elektromagnet.