tugas formaitf 1 m.listrik

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+

$%!


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.


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 :


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.


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


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 ;


7/10

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).


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).


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


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.

tugas formaitf 1 m.listrik

Documents