Motor Split Phase

 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada era industri modern saat ini, kebutuhan terhadap alat produksi yang tepat guna sangat diperlukan dapat meningkatkan efisiensi waktu dan biaya. Sebagian besar alat industri dan rumah tangga menggunakan tenaga listrik sebagai energi penggerak utamanya. Penggunaan motor Split phase (fasa belah) satu phasa saat ini banyak digunakan diberbagai aplikasi. Salah satu penggunaan motor Split phase yang sering ditemui yaitu terdapat diperabotan rumah tangga berupa mesin cuci dan peralatan- peralatan yang serig dijumpai dalam rumah seperti kipas angin, AC, dan yang lainnya.

            Motor split phase adalah motor yang paling umum yang digunakan dalam sistem kontrol gerak industri, serta home appliances powered utama. Sederhana dan kasar desain, murah, pemeliharaan rendah dan sambungan langsung ke sumber listrik AC adalah keuntungan utama Motor split phase.  Meskipun motor split phase lebih mudah untuk desain dari motor DC, kecepatan dan torque kontrol dalam berbagai jenis motor split phase memerlukan pemahaman yang lebih besar dari desain dan karakteristik motor tersebut.

1.2 Tujuan

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah agar dapat mengetahui motor satu fasa berdasarkan prinsip kerjanya dan konstruksi motor itu sendiri, dimana bagian-bagian konstruksi motor-motor tersebut akan dijelaskan berdasarkan prinsip kerja masing-masing.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1  Motor split fasa (split phase winding)

Motor jenis ini merupakan motor satu fasa yang menggunakan kumparan bantu untuk menghasilkan gaya putar. Jenis motor ini disebut juga motor fase belah, mempunyai kumparan utama dan kumparan bantu. Kumparan bantu digunakan untuk menghasilkan medan yang berbeda fasa dengan medan yang dihasilkan pada kumparan utama. Kumparan bantu ini dapat berupa belitan induktor dengan resistor dan induktor dengan kapasitor.

2.2 Prinsip Kerja

Motor jenis ini bekerja berdasarkan perbedaan fasa antara kumparan bantu berupa induktor dengan resistor dengan kumparan utama. Jika kumparan bantu ini ditempatkan secara paralel dengan belitan utama maka nilai R/X_L1 dari belitan bantu dapat diatur sedemikian rupa sehingga dihasilkan perbedaan fasa dibawah 90⁰. Dengan menaikkan nilai R maka dihasilkan perbandingan R/X_L1 yang lebih tinggi sehingga perbedaan fasa lebih mendekati 90⁰ dan torka starting yang dihasilkan lebih besar. Motor jenis ini memiliki torka starting yang rendah. Karakteristik dan rangkaian ekuivalen motor jenis ini diperlihatkan pada gambar 3.1. Pada kumparan bantu juga dipasang saklar sentrifugal untuk memutuskan arus listrik pada kumparan bantu bila putaran motor mencapai 75% dari putaran nominal.

Motor ini terdiri dari kumparan utama dan kumparan bantu yang berbeda sekitar   90 ⁰ 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).

 

Gambar 9. Rangkaian dan diagram vector motor split fasa

Iu berbeda fasa dengan I_B­, caranya adalah dengan memperbesar tahanan pada R_LB (R_LB>>R_LU)

 Gambar 3.1 Karakteristik Motor Split Fasa

2.3 Karakteristik Torsi

Ket;

T_BP = Torsi beban penuh

Gambar 11. Rangkaian dan diagram vector motor split fasa

Gambar 12. Karakteristik motor split fasa

Penurunan torsi terjadi karena yang bekerja hannya kumparan utama, akibatnya saklar sentrifugal melepas pada saat kecepatan mencapai 75% sehingga kecepatan mengalami sinkronisasi dimana T = 0, karena n_s = n_r, yang seolah olah mesin menjasi mati.

2.4 Konstruksi motor

Susunan bagian-bagian pokok motor fasa belah terdiri dari :

• Stator
• Rotor
• Tutup sebagai penyangga
• Saklar Sentrifugal

2.4.1 Stator

Stator adalah bagian motor yang diam, dibagian dalamnya terdapat alur-alur untuk menempatkan gulungan-gulungan utama dan gulungan bantu. Diameter kawat gulungan utama pada umumnya lebih besar dari diameter kawat gulungan bantu.

Kumparan stator terdiri dari kumparan tembaga atau kawat tembaga atau kawat tembaga yang dimasukkan dalam alur-alur stator yang dikenal dengan kumparan utama (main winding) dan kumparan kawat tembaga lain yang disebut dengan kumparan Bantu (auxiliary winding) yang ditempatkan juga pada alur-alur stator yang masih kosong.

Kumparan utama selalu dirancang mempunyai nilai resistansi rendah dan nilai reaktansi tinggi dibanding dengan kumparan Bantu yang selalu mempunyai nilai reaktansi rendah dan resistansi tinggi. Kedua kumparan ini dihubungkan kesumber jala-jala. Dengan kondisis nilai resistansi dan reaktansi kumparan masing-masing tidak sama nilainya, maka sudut fase arus yang mengalir melalui kumparan utama.

Akibat adanya beda fasa antara arus kumparan utama dan arus kumparan Bantu maka pada stator akan terjadi medan magnet ini akan diinduksikan pada kumparan rotor dan akhirnya akan berputar.

2.4.2 Rotor

Rotor yang digunakan adalah tipe gulungan sangkar tupai yang pada salah satu ujungnya dilengkapi dengan kipas fungsinya sebagai pendingin pada waktu motor bekerja. Rotor juga dilengkapi dengan alat mekanis yang dapat mendorong saklar sentrifugal.

Konstruksi rotor sangkar berbentuk silinder yang sangat sederhana dibandingkan dengan rotor lilit. Inti rotor dilengkapi dengan beberapa alur (slot) dan dalam alur tersebut ditempatkan batang tembaga atau aluminium dengan penampang yang besar dan tidak berisolasi. Ujung batang tersebut dihubung singkatkan oleh cincin dengan bahan yang sama sehingga merupakan suatu kurungan. Bentuk susunan batang penghantar dalam alur rotor tersebut dibedakan atas dua macam, yakni alur lurus (direct bars) dan alur miring (skewed bars). Namun yang banyak digunakan adalah susunan alur miring, karena mempunyai pengaruh dan kebaikan sebagai berikut.

a.      Tidak bising disaat motor beroperasi

b.      Dapat memberikan kopel yang merata pada berbagai posisi rotor

c.       Dapat memeperbesar perbansingan transformasi efektif antara rotor dan stator motor

d.      Batang lebih panjang, sehingga gaya gerak listrik (ggl) rotor bertambah besar

e.      Impedansi motor besar pada slip tertentu

f.        Slip kecil pada kopel tertentu

Gambar 1. konstruksi rotor sangkar

Adapun arah putaran rotor ditentukan oleh arah arus yang melalui kumparan utama dan kumparan Bantu. Akibat dari arus jala-jala yang terpecah atau atau terbelah menjadi dua bagian dimana yang satu menuju kumparan utama sedangkan yang lain menuju kumparan Bantu, maka motor ini disebut motor fasa belah. Untuk mendapatkan beda fasa yang terbaik antara flux yang dibangkitkan oleh kumparan utama dan kumparan Bantu sehingga motor berputar optimal, maka pada motor fasa belah mempunyai empat kutub, penempatan awal ujung kumparan utama dan ujung kumparan Bantu adalah sebesar 90^o listrik. Sedangkan untuk motor 8 kutub sebesar 40^o listrik dan untuk 12 kutub sebesar 30^o listrik.

2.4.3 Tutup sebagai penyangga rotor.

Pada kedua tutup terdapat bantalan (bearing) penyangga poros rotor . Salah satu tutup pada bagian dalam dilengkapi dengan saklar sentrifugal, pada tempat inilah sambungan-sambungan dari gulungan motor dikeluarkan untuk selanjutnya dihubungkan pada terminal motor.

2.4.3 Saklar sentrifugal

Saklar sentrifugal model biasa terdiri dari dua bagian pokok yaitu bagian tetap dan bagian berputar. Apabila motor dalam keadaan diam maka kontak yang ada pada bagian tetap, dalam keadaan tertutup karena adanya tekanan dari bagian berputar. Pada kecepatan kira-kira 75% dari kecepatan penuh bagian yang berputar akan melepaskan tekanannya pada kontak tetap dan menyebabkan kontak terbuka.

Saklar sentrifugal jenis lain adalah jenis electromagnetik. Dalam keadaan normal, saklar dalam kondisi normal open (NO). pada waktu starting, arus yang melewati kumparan utama sangat tinggi. Dengan pemasangan saklar elektromagnetik secara seri terhadap kumparan utama maka pada saat starting arus kumparan utama yang tinggi menyebabkan saklar elektromagnetik bersifat magnet. Hal ini menyebakan kontaktor pada saklar tersebut tertarik sehingga ada arus listrik dari sumber jala-jala yang melalui kumparan Bantu. Setelah motor berputar 75% dari kecepatan penuh arus yang mengalir kumparan utama akan menurun dan hal ini yang menyebabkan sifat magnet yang ada pada saklar menjadi hilang sehingga kontaktor akan terbuka lagi.

Gambar 3.4. Bagian-bagian motor fasa belah

2.5  Ganggungan kerusakan motor fasa belah

• Motor cepat panas, ini disebabkan karena beban motor terlalu berat atau saklar sentrifugal tidak bekerja.
• Motor tidak mampu berputar, hal ini disebabkan oleh hubungan kumparan bantu terlepas atau kapasitornya bocor.
• Gulungan statornya terbakar, hal ini mungkin disebabkan tegangan kurang.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Motor phase belah memiliki kumparan utama dan kumparan bantu yang letaknya bergeser 90^O listrik dan disambung paralel.

Arus yang ada pada kedua kumparan bergeser sebesar (teoritis 90 O listrik) dengan demikian seolah-olah seperti dua phasa. Dua arus dalam kumparan inilah yang akan menimbulkan medan magnit berputar dan menyebabkan motor akan berputar dengan sendirinya (self starting).

Pada motor phasa belah, kumparan utama mempunyai tahanan murni rendah dan reaktansi tinggi, sebaliknya kumparan bantu memiliki tahanan murni tinggi dan reaktansi rendah. Tahahan murni kumparan bantu dapat diperbesar dengan menambah R yang disambung seri dengannya atau menggunakan kumparan dengan kawat yang diameternya sangat kecil.

Untuk memutuskan aliran arus listrik kek kumparan bantu dilengkapi dengan saklar Sentrifugal yang dihubungkan seri dengan kumparan bantu. Alat ini secara otomatis akan memutuskan arus pada kumparan bantu setelah motor mencapai kecepatan 75 % dari kecepatan penuh.

DAFTAR PUSTAKA

http://hasrulbakri.wordpress.com/2010/03/15/motor-ac/#more-129

http://hasrulbakri.wordpress.com/2010/03/15/motor-split-fase-fase-belah/