makalah tugas mekatronika

8/10/2019 MAKALAH TUGAS MEKATRONIKA

1/15

MAKALAH

MEKATRONIKA

MOTOR INDUKSI 1 FASA

Disusun Oleh:

Dana Khoiril Huda 3.31.12.0.04

Dwi Prakoso 3.31.12.0.05

Faizal Hermawan 3.31.12.0.06

PROGRAM STUDI D-III TEKNIK LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

2014


2/15

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sejak revolusi industri yang ada di inggris pada abad 19, perkembangan industri semakin

meningkat. Semakin banyaknya jumlah manusia, semakin meningkatkan jumlah permintaan

barang dan jasa. Dahulu, segala macam barang diproduksi dengan menggunakan manual.

Namun, pada jaman sekarang tenaga manusia sudah tergantikan dengan adanya mesin.

Jenis mesin yang paling banyakdigunakan dalam industri adalah motor listrik. Selain

lebih hemat dalam biaya produksi, motor listrik juga lebih fleksibel dalam berbagai macam

penggunaan. Secara umum, motor listrik dibagi menjadi 2. Motor AC dan Motor DC.

Perbedaan yang paling mendasar diantara keduanya adalah dari sumber arus yang digunakan

dan prinsip kerjanya.

Dalam makalah ini akan menjelaskan mengenai motor induksi AC 1 phasa.

1.2. Rumusan Masalah

a.

Bagaimana prinsip kerja motor AC 1 Phasa?

b. Bagaimana Karakteristik Arus beban motor AC 1 Phasa terhadap

Tegangan

Frekuensi

Torsi

Kecepatan

c. Bagaimana cara menangani motor AC 1 Phasa jika terjadi suatu trouble shoting ?

d. Bagaimana cara pemeliharaan pada motor AC 1 Phasa?

e.

Apa saja bentuk pengaplikasian motor AC 1 Phasa?

f. Bagaimana starting motor dan pengaman motor AC 1 Phasa?

1.3. Tujuan

Tujuan dari penulisan ini agar mahasiswa dapat mengetahui beberapa hal mengenai Motor

AC 1 Phasa seperti prinsip kerja,karakteristik arus beban motor AC 1 Phasa,penanganan dan

pemeliharaan motor DC shunt serta beberapa aplikasi motor AC 1 Phasa.


3/15


4/15

maksimum pada saat arus maksimum dan nol pada saat arus nol serta polaritasnya terbalik

secara periodik, aksi ini akan terjadi hanya sepanjang sumbu AC. Dengan demikian, medan

magnet ini tidak berputar tetapi hanya merupakan sebuah medan magnet yang berpulsa pada

posisi yang tetap (stationary).

Sesuai dengan kaidah tangan kanan Fleming, arus rotor ini akan menghasilkan medan

magnet, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5 karena medan rotor ini terpisah sebesar

90o dari medan stator, maka disebut sebagai medan silang (cross-field). Nilai maksimum dari

medan ini seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2.5, terjadi pada saat seperempat periode

setelah gaya gerak listrik rotor yang dibangkitkan adalah telah mencapai nilai maksimumnya.

Karena arus rotor yang mengalir disebabkan oleh suatu gaya gerak listrik bolak-balik maka

medan magnet yang dihasilkan oleh arus ini adalah juga bolak-balik dan aksi ini terjadi

sepanjang sumbu DB (lihat Gambar 2.5).

Karena medan silang beraksi pada sudut 90o terhadap medan magnet stator dengan sudut fasa

yang juga tertinggal 90o terhadap medan stator, kedua medan bersatu untuk membentuk

sebuah medan putar resultan yang berputar dengan kecepatan sinkron yang ditunjukkan pada

Gambar 2.6.


5/15

Teori Medan Putar Ganda

Teori medan putar ganda (double revolving-field theory) adalah suatu metode lain untuk

menganalisis prinsip perputaran motor induksi satu fasa disamping teori medan putar silang.

Menurut teori ini, medan magnet yang berpulsa dalam waktu tetapi diam dalam ruangan

dapat dibagi menjadi dua medan magnet, dimana besar kedua medan magnet ini sama dan

berputar dalam arah yang berlawanan. Dengan kata lain, suatu fluks sinusoidal bolak-balik

dapat diwakili oleh dua fluks yang berputar, yang masing-masing nilainya sama dengan

setengah dari nilai fluks bolak-balik tersebut dan masing-masing berputar secara sinkron

dengan arah yang berlawanan. Pada Gambar 2.7.a menunjukkan suatu fluks bolak-balik yang

mempunyai nilai maksimum . Komponen fluksnya A dan B mempunyai nilai yang sama

yaitu /2, berputar dengan arah yang berlawanan dan searah jarum jam, seperti ditunjukkan

anak panah.Mm


6/15

Pada beberapa saat ketika A dan B telah berputar dengan sudut + dan seperti pada

Gambar 2.7.b, maka besar fluks resultan adalah :

Setelah seperempat periode putaran, fluks A dan B akan berlawanan arah seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 2.7.c, sehingga resultan fluksnya sama dengan nol. Setelah

setengah putaran, fluks A dan B akan mempunyai resultan sebesar -2 x /2 = -, seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 2.7.d. Setelah tiga perempat putaran, resultan akan kembali nol

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.7.e dan demikianlah seterusnya. Jika nilai-nilai dari

fluks resultan digambarkan terhadap diantara = 0o sampai = 360o, maka akan didapat

suatu kurva seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.8. mm


7/15

Pada saat rotor berputar sesuai dengan arah momen putar medan maju dengan kecepatan

tertentu, maka besar slip terhadap momen putar medan maju (sf) yang terjadi adalah :

Masing-masing dari komponen fluks tersebut memotong konduktor rotor sehingga

menginduksikan ggl dan pada akhirnya menghasilkan torsi sendiri. Kedua torsi mempunyai

arah saling berlawanan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.9. pada keadaan diam kedua

komponen torsi tersebut adalah sama besar, sehingga torsi asut adalah nol. Pada saat motor

berputar, besar kedua komponen torsi tersebut tidaklah sama sehingga torsi resultan membuat

motor tetap berputar pada putarannya.


8/15

Motor induksi 1 fasa terbagi atas:

1. Motor split phase

Motor ini terdiri dari kumparan utama dan kumparan bantu yang berbedasekitar 90 derajat listrik dengan tahanan dan reaktansi yang berlainan

sehingga arus yang mengalir tidak sefasa. Perbedaan arus kumparan utama

dan kumparan bantu akan menyebabkan terjadinya perbedaan fluks medan

utama dan fluks medan bantu pada stator, akibatnya akan menghasilkan

medan putar yang menimbulkan kopel mula pada motor. Dengan adanya

kopel mula ini, maka motor akan berputar. Saklar (S) dilepaskan dengan gaya

sentrifugal pada 75 % putaran normal. Kopel start dari motor split fasa 150%

dari kopel beban penuh (Ist = 1,5 If)

2. Motor capasitor

Secara garis besar , motor kapasitor dapat dibedakan atas tiga bagian

1. Motor kapasitor start

Pada umumnya, prinsip motor ini sama dengan prinsip kerja motor

split fasa. Kapasitor dipakai untuk membuat beda fasa antara arus kumparan

utama dan kumparan bantu, disamping itu juga berfungsi untuk memperbaiki

kopel dengan mengurangi arus mula (arus start). Beda fasa kumparan utama

dan kumparan bantu sebesar 90 derajat listrik. Kopel mula yang dihasilkan

jauh lebih besar, 250% 450% dari kopel beban penuh.

2. Motor kapasitor permanen

Prinsipnya sama dengan motor kapasitor start. Bedanya, motor ini

tidak mempunyai saklar sentrifugal.


9/15

Kapasitornya terhubung seri dengan kumparan bantu dan bekerja

secara parallel pada kumparan utama. Kopel mula dari motor kapasitor

permanen relative rendah kirakira 50% 100 % dari kopel beban penuh.

3.Motor kapasitor ganda

Motor ini disebut juga dengan motor kapasitor start/running. Motor ini

merupakan jenis motor split fasa yang dilengkapi dengan dua nilai kapasitor,

yaitu kapasitor start dan kapasitor running. Kedua kapasitor berbeda satu

sama lain, baik nilai ataupun jenisnya. Kapasitor start menggunakan type

elektrolit sedangkan running dipakai type oil (minyak). Motor kapasitor

ganda mempunyai factor kerja dan efisiensi motor yang baik serta

memberikan kopel mula berkisar 100% 125% dari kopel beban penuh.

3. Motor shaded pole

Stator motor shaded pole berbentuk sepatu kutub (salient). Kumparan

stator hannya terdiri dari kumparan utama. Untuk membentuk medan

putar dipasang shaded coil yang merupakan suatu rangkaian tertutup

pada sepatu kutub tersebut. Prinsip kerja dari motor ini adalah sebagai

berikut;

a. Saat kumparan ststor mendapat arus sumber maka pada kumparan

dibangkitkan medan elektromagnetik (s) yang mengalir di dalam inti.

b. s juga mengalir pada inti yang memotong cincin tembaga yang

membangkitkan tegangan induksi, arus, dan medan elektromagnetik cincin

(c)

c. dengan demikian terjadi perpindahan s > c, c> s dan

seterusnya. Hal ini identik dengan terbentuknya medan putar.

d. Arah gerakan s selalu pada posisi shading coil sekaligus juga arah putaran

rotor.

2.3. Karakteristik Arus beban motor AC 1 Fasa.

Cara menghitung kecepatan sinkron motor adalah dengan mengalikan nilai frekuensi dengan

120 lalu dibagi dengan jumlah pole/kutub.


10/15

Contoh :

Hitung kecepatan putar motor 4 poles/kutup jika motor dioperasikan dengan frekuensi 50 hz.

ns = (120. F)/ P =(120 . 50)/ 4 =1500 rpm

Untuk menghitung arus motor dengan menggunakan rumus :

Contoh : Hitung besarnya arus(ampere) motor dengan daya 1 kw dan tegangan 220V dengan

faktor daya 0,88.

I = P / V. Cos .....P = 1 kw = 1000 watt

I = 1000/(220 . 0,88) = 5 Ampere

Grafik Torsi dengan kecepatan motor induksi

Gambar diatas menunjukan grafik torsi vs kecepatan motor induksi AC dengan arus yang

sudah ditetapkan. Bila motor (Parekh, 2003):

Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torsi yang rendah (pull-

up torque).

Mencapai 80% kecepatan penuh, torsi berada pada tingkat tertinggi (pull-out torque) dan


11/15

arus mulai turun.

Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torsi dan stator turun ke nol.

Dari data diatas menunjukkan bahwa motor induksi AC berada dalam kerja optimum saat

disetting 80% dari kecepatan maksimumnya.

2.4. Trouble Shooting dan Pemeliharaan Motor AC 1 Fasa

Masalah yang timbul dalam motor listrik biasanya tidak dapat diduga datangnya, maka

dari itu perawatan pada motor listrik harus rutin dilakukan agar tidak terjadi hal-hal yang

tidak di inginkan terjadi. Berikut ini adalah masalah-masalah yang sering dijumpai dalam

motor AC 1 fasa dan cara perawatanya antara lain adalah :

1. Motor tidak dapat distart. Kemungkinan penyebabnya adalah Sumber AC

(stopkontak) tidak ada arus, kabel penghubung putus, lilitan kumparan utama putus.

Untuk mengatasinya perlu dicek masing-masing bagian untuk memastikan motor

dapat beroperasi dengan normal.

2. Motor dapat distart tapi tidak mau memutar. Kemungkinan Penyebabnya adalah

bantalan as rotor longgar akibat aus, cincin bayangan (shaded coilnya) putus, porosrotornya bengkok. Untuk mengatasinya perlu dicek masing-masing bagian untuk

memastikan motor dapat beroperasi dengan normal.

3. Selain itu,Trouble shooting yang sering terjadi pada motor induksi 1 fasa biasanya:

Kerusakaan pada bearing ( laker)

Beban lebih ( over load )

Kapasitor yang sudah tidak layak

Open circuit

Short circuit

Pemeliharaan pada motor induksi 1 fasa :

Putar as pada rotor jika tersendat maka bearing perlu diganti.

Cek kapasitor dengan menggunangan multitester.

Apabila kumparan pada stator terbakar hal yang dilakukan yaitu me rewinding.

2.5. Aplikasi Motor AC 1 Fasa

Motor AC 1 Fasa sangat cocok untuk berbagai macam aplikasi dalam peralatan rumah tangga karena

memiliki konstruksi yang sederhana dengan daya kecil dan bekerja dengan tegangan suplai PLN 220

V.


12/15


13/15

II. Saran

Dari ulasan di atas,penulis dapat memberi saran:

1.

Sebaiknya,periksalah kapasitor motor secara berkala

2. Untuk penggunaan motor induksi 1 fasa sebaiknya jangan dinyalakan berkali

kali guna menghemat listrik.

III. Pertanyaan

1. Taufiq Ramadhan

Mengapa jika motor mendapat arus sebesar 80 % maka motor mencapai torsi

tertinggi,sedangkan jika mendapat arus sebesar 100% torsinya malah nol?

2. Agam Ulung Danu P

Dalam motor induksi 1 fasa yaitu motor kapasitor menggunakan saklar

sentrifugal.Apa fungsi dari saklar sentrifugal?

3. Yayan Hisyam Nur W

Menurut penjelasan di atas,motor induksi 1 fasa hanya bisa diasut memakai

DOL,basakah memakai pengasutan yang lain?

4. Fera Hartoyo

Jika saya memiliki kipas angin,pada saat diberi sumber,kipas tersebut hanya

bergetar saja,namun bila diberi gerakan mula,kipas angin tersebut dapat

berputar.Namun pada suatu saat ketika sudah diberi tegangan dan dibantu

gerak mula tetap tidak dapat berputar.Permasalahan apa yang saya hadapi dan

apa solusinya?

IV. Jawaban soal

1. Semua alat mempunyai titik kerja optimum, begitu juga motor induksi 1 fasa

mempunyai titik kerja optimum pada kecepatan 80% pada kecepatan

maksimum. Semakin tinggi kecepatan motor, torsi akan semakin kecil. Pada

saat kecepatan motor mencapai 80% dari kecepatan maksimum, maka torsi

akan menurun tajam hingga mencapai nilai nol.

2. Fungsi dari saklar sentrifugal adalah memutus hubungan antara kapasitor

dengan kumparan bantu.Saat starting kapasitor berfungsi memberi gerakan

mula,saat sudah running capasitor akan diputus dari rangkaian memakai saklar

sentrifugal.

3. Karena motor induksi 1 fasa ini hanya menggunakan 1 fasa,maka pengasutan

yang dipakai adalah DOL dan tidak dapat memakai pengasutan yang lain.


14/15

4. Kemungkinan besar kapasitornya yang rusak, karena sebagaimana fungsi dari

kapasitor pada motor induksi satu fasa sendiri untuk membantu saat starting

awal. Kita dapat mengecek keadaan baik dan buruknya kapasitor dengan

menghubungkan kapasittor dengan multimeter (ohm meter), apabila saat di

cek jarum bergerak ke arah kanan dan langsung kembali kekiri maka kapasitor

itu dalam kondisi baik. Dan solusi apabila kapasitor yang rusak, maka

diharuskan mengganti dengan kapasitor yang baru dengan ukuran yang sama.


15/15

DAFTAR PUSTAKA

George Mc Pherson,An Introduction to Electrical Machines and Transformers,John Wiley & Sons, New York, 1981

Benyamin Stein cs,Mechanical and Electrical Equipment for Buildings, 7th

Edition Volume II, John Wiley & Sons, Canada, 1986

A.R. van C. Warrington,Protective Relays, 3rdEdition, Chapman and Hall, 1977

Rosenberg, Robert,Electric Motor Repair, Holt-Saunders International Edition,New York, 1970.

makalah tugas mekatronika

Documents