Motor Listrik AC Satu Fasa (Single Phase Electric Motor)

Motor Listrik AC Satu Fasa (Single Phase Electric Motor)

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 Fasa

Motor 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.




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 Kapasitor

Motor 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 Pole

Motor 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 Universal

Motor 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.