Berdasarkan karakteristik dari arus listrik yang mengalir,motor
AC (Alternating Current, Arus Bolak-balik) terdiri dari 2 jenis, yaitu:
1. Motor listrik AC / arus bolak-balik 1 fasa
2. Motor listrik AC / arus bolak-balik 3 fasa
Pembahasan dalam artikel kali ini di titik beratkan pada motor listrik AC 1fasa, yang terdiri dari:
• Motor Kapasitor
• Motor Shaded Pole
• Motor Universal
Prinsip kerja Motor AC Satu FasaMotor
AC satu fasa berbeda cara kerjanya dengan motor AC tiga fasa, dimana
padamotor AC tiga fasa untuk belitan statornya terdapat tiga belitan
yangmenghasilkan medan putar dan pada rotor sangkar terjadi induksi dan
interaksitorsi yang menghasilkan putaran. Sedangkan pada motor satu fasa
memiliki duabelitan stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2)
dan belitan fasa bantu(belitan Z1-Z2), lihat gambar1.
Gambar 1. Prinsip Medan Magnet Utama dan Medan magnet Bantu Motor Satu fasa
Belitan
utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga
memilikiimpedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari
tembaga berpenampangkecil dan jumlah belitannya lebih banyak, sehingga
impedansinya lebih besardibanding impedansi belitan utama.
Grafik
arus belitan bantu Ibantu dan arus belitan utama Iutama berbeda
fasasebesar φ, hal ini disebabkan karena perbedaan besarnya impedansi
kedua belitantersebut. Perbedaan arus beda fasa ini menyebabkan arus
total, merupakanpenjumlahan vektor arus utama dan arus bantu. Medan
magnet utama yangdihasilkan belitan utama juga berbeda fasa sebesar φ
dengan medan magnet bantu.
Gambar 2. grafik Gelombang arus medan bantu dan arus medan utama
Gambar 3. Medan magnet pada Stator Motor satu fasa
Belitan
bantu Z1-Z2 pertama dialiri arus Ibantu menghasilkan fluks magnet
Φtegak lurus, beberapa saat kemudian belitan utama U1-U2 dialiri arus
utamaIutama. yang bernilai positip. Hasilnya adalah medan magnet yang
bergesersebesar 45° dengan arah berlawanan jarum jam. Kejadian ini
berlangsung terussampai satu siklus sinusoida, sehingga menghasilkan
medan magnet yang berputarpada belitan statornya.
Rotor motor
satu fasa sama dengan rotor motor tiga fasa yaitu berbentukbatang-batang
kawat yang ujung-ujungnya dihubung singkatkan dan menyerupaibentuk
sangkar tupai, maka sering disebut rotor sangkar.
Gambar 4. Rotor sangkar
Belitan
rotor yang dipotong oleh medan putar stator, menghasilkan
teganganinduksi, interaksi antara medan putar stator dan medan magnet
rotor akanmenghasilkan torsi putar pada rotor.
Motor KapasitorMotor
kapasitor satu phasa banyak digunakan dalam peralatan rumah
tanggaseperti motor pompa air, motor mesin cuci, motor lemari es, motor
airconditioning. Konstruksinya sederhana dengan daya kecil dan bekerja
dengantegangan suplai PLN 220 V, oleh karena itu menjadikan motor
kapasitor ini banyakdipakai pada peralatan rumah tangga.
Gambar 5. Motor kapasitor
Belitan
stator terdiri atas belitan utama dengan notasi terminal U1-U2,
danbelitan bantu dengan notasi terminal Z1-Z2 Jala-jala L1 terhubung
denganterminal U1, dan kawat netral N terhubung dengan terminal U2.
Kondensator kerjaberfungsi agar perbedaan sudut phasa belitan utama
dengan belitan bantumendekati 90°.
Pengaturan arah putaran motor kapasitor dapat dilakukan dengan (lihat gambar6):
•
Untuk menghasilkan putaran ke kiri (berlawanan jarum jam) kondensator
kerjaCB disambungkan ke terminal U1 dan Z2 dan terminal Z1 dikopel
dengan terminal.
• Putaran ke kanan (searah jarum jam) kondensator
kerja disambung kan keterminal Z1 dan U1 dan terminal Z2 dikopel dengan
terminal U1.
Gambar 6. Pengawatan motor kapasitor dengan pembalik putaran.
Motor
kapasitor dengan daya diatas 1 KW di lengkapi dengan dua buah
kondensatordan satu buah saklar sentrifugal. Belitan utama U1-U2
dihubungkan denganjala-jala L1 dan Netral N. Belitan bantu Z1-Z2
disambungkan seri dengankondensator kerja CB, dan sebuah kondensator
starting CA diseri dengan kontaknormally close (NC) dari saklar
sentrifugal, lihat gambar 7.
Awalnya belitan utama dan belitan
bantu mendapatkan tegangan dari jala-jala L1dan Netral. Kemudian dua
buah kondensator CB dan CA, keduanya membentuk looptertutup sehingga
rotor mulai berputar, dan ketika putaran mendekati 70%
putarannominalnya, saklar sentrifugal akan membuka dan kontak normally
closememutuskan kondensator bantu CA.
Gambar 7. Pengawatan dengan Dua Kapasitor
Fungsi
dari dua kondensator yang disambungkan parallel, CA+CB, adalah
untukmeningkatkan nilai torsi awal untuk mengangkat beban. Setelah
putaran motormencapai 70% putaran, saklar sentrifugal terputus sehingga
hanya kondensatorkerja CB saja yang tetap bekerja. Jika kedua
kondensator rusak maka torsi motorakan menurun drastis,
Gambar 8. Karakteristik Torsi Motor kapasitor
MotorShaded PoleMotor
shaded pole atau motor phasa terbelah termasuk motor satu phasa
dayakecil, dan banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga sebagai
motorpenggerak kipas angin, blender. Konstruksinya sangat sederhana,
pada keduaujung stator ada dua kawat yang terpasang dan dihubung
singkatkan fungsinyasebagai pembelah phasa.
Belitan stator
dibelitkan sekeliling inti membentuk seperti belitan transformator.
Rotornya berbentuk sangkar tupai dan porosnya ditempatkan pada
rumahstator ditopang dua buah bearing
Gambar 9. motor shaded pole, Motor fasa terbelah.
Irisan
penampang motor shaded pole memperlihatkan dua bagian, yaitu
bagianstator dengan belitan stator dan dua kawat shaded pole. Bagian
rotor sangkarditempatkan di tengah-tengah stator, lihat gambar 10
Gambar 10. Penampang motor shaded pole.
Torsi
putar dihasilkan oleh adanya pembelahan phasa oleh kawat shaded
pole.Konstruksi yang sederhana, daya yang kecil, handal, mudah
dioperasikan, bebasperawatan dan cukup di suplai dengan Tegangan AC 220
V, jenis motor shaded polebanyak digunakan untuk peralatan rumah tangga
kecil.
Motor UniversalMotor Universal termasuk
motor satu phasa dengan menggunakan belitan stator danbelitan rotor.
Motor universal dipakai pada mesin jahit, motor bor tangan.Perawatan
rutin dilakukan dengan mengganti sikat arang yang memendek atau
pegassikat arang yang lembek. Kontruksinya yang sederhana, handal,
mudahdioperasikan, daya yang kecil, torsinya yang cukup besar motor
universaldipakai untuk peralatan rumah tangga.
Gambar 11. komutator pada motor universal.
Bentuk
stator dari motor universal terdiri dari dua kutub stator. Belitan
rotormemiliki dua belas alur belitan dan dilengkapi komutator dan sikat
arang yangmenghubungkan secara seri antara belitan stator dengan belitan
rotornya. Motoruniversal memiliki kecepatan tinggi sekitar 3000 rpm.
Gambar 12. stator dan rotor motor universal
Aplikasi
motor universal untuk mesin jahit, untuk mengatur kecepatandihubungkan
dengan tahanan geser dalam bentuk pedal yang ditekan dan dilepaskan.