Menggulung motor

M e n g g u lu l u n g M o t or o r L i st st r i k A C

M argiono A bd.

BAB I PRINSIP KERJA MOTOR LISTRIK ARUS BOLAK BALIK

Motor listrik arus bolak balik yang biasa disebut motor induksi merupakan salah satu peralatan mesin listrik yang berfungsi untuk mengubah daya listrik menjadi daya mekanik. Secara umum motor listrik mempunyai prinsip kerja berdasarkan percobaan Lorentz yang menyatakan “ Jika sebatang kawat penghantar yang berarus listrik berada di dalam medan magnet, maka pada kawat penghantar tersebut akan terbentuk suatu gaya”. Untuk menghargai percobaan yang dilakukan Lorentz tersebut, maka gaya yang terbentuk dinamakan gaya Lorentz. Untuk menentukan arah gaya yang terbentuk tersebut sering digunakan kaidah tangan kiri Flemming atau kaidah telapak tangan kiri. Gambar: 1.1 di bawah ini menunjukkan susunan kaidah tangan kiri Flemming.

Gambar: 1.1 Kaidah Tangan Kiri Fleming

Susunan kaidah tangan kiri Flemming tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut : Jika ibu jari, jari tengah dan jari telunjuk disusun seperti gambar: 1.1 di atas, maka jari telunjuk menunjukkan arah garis gaya magnit (ggm), jari tengah menunjukkan arah arus yang mengalir pada kawat penghantar dan ibu jari menunjukkan arah gaya yang terbentuk. Sedang gambar: 1.2 di bawah ini menunjukkan susunan kaidah telapak tangan kiri.

Y K T Pon t i a n a k

1


M argiono A bd.

Gambar: 1.2 Susunan Kaidah Telapak Kiri

Susunan kaidah telapak tangan kiri tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut : Jika telapak tangan kiri direntangkan sedemikian rupa sehingga ibu jari dan keempat jari saling tegak lurus, maka arah garis gaya magnit (ggm) menembus tegak lurus dengan telapak tangan, arah arus yang mengalir pada kawat penghantar ditunjukkan oleh arah keempat jari tangan dan arah gaya yang terbentuk akan ditunjukkan oleh arah ibu jari tangan. Motor listrik arus bolak-balik biasanya disebut motor induksi dan sering juga disebut motor tidak serempak, disebut demikian karena jumlah putaran rotor tidak sama dengan jumlah putaran medan magnet stator. Menurut jenis fase listrik arus bolak-balik yang ada, motor induksi terdiri dari 2 (dua) jenis juga yaitu motor induksi 1 fase dan motor induksi 3 fase. Secara umum kedua jenis motor induksi tersebut mempunyai prinsip kerja yang sama, namun jika ditinjau secara mendetail sebenarnya kedua jenis motor tersebut mempunyai perbedaan. Untuk lebih jelasnya mengenai prinsip motor induksi 1 fase dan 3 fase dapat diuraikan sebagai berikut:


2


M argiono A bd.

Gambar: 1.2 Susunan Kaidah Telapak Kiri

Susunan kaidah telapak tangan kiri tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut : Jika telapak tangan kiri direntangkan sedemikian rupa sehingga ibu jari dan keempat jari saling tegak lurus, maka arah garis gaya magnit (ggm) menembus tegak lurus dengan telapak tangan, arah arus yang mengalir pada kawat penghantar ditunjukkan oleh arah keempat jari tangan dan arah gaya yang terbentuk akan ditunjukkan oleh arah ibu jari tangan. Motor listrik arus bolak-balik biasanya disebut motor induksi dan sering juga disebut motor tidak serempak, disebut demikian karena jumlah putaran rotor tidak sama dengan jumlah putaran medan magnet stator. Menurut jenis fase listrik arus bolak-balik yang ada, motor induksi terdiri dari 2 (dua) jenis juga yaitu motor induksi 1 fase dan motor induksi 3 fase. Secara umum kedua jenis motor induksi tersebut mempunyai prinsip kerja yang sama, namun jika ditinjau secara mendetail sebenarnya kedua jenis motor tersebut mempunyai perbedaan. Untuk lebih jelasnya mengenai prinsip motor induksi 1 fase dan 3 fase dapat diuraikan sebagai berikut:


2


M argiono A bd.

A. PRINSIP KERJA MOTOR INDUKSI 1 FASE Disebut motor induksi 1 fase karena untuk mendapatkan daya mekanik hanya diperlukan sumber listrik arus bolak-balik 1 fase. Pada dasarnya motor 1 fase mempunyai prinsip kerja motor 2 fase, hal tersebut dkarenakan lilitan yang terdapat dalam inti stator yang dikenal dikenal dengan nama lilitan stator mempunyai 2 macam lilitan yaitu lilitan utama dan lilitan bantu. Kedua macam lilitan tersebut mempunyai sifat yang berbeda dimana lilitan utama terdiri dari sejumlah kawat penghantar yang berpenampang besar sedangkan lilitan lilita n bantu terdiri dar i sejumlah se jumlah kawat penghantar yang berpenampang lebih kecil dari penampang kawat penghantar lilitan utama. Berdasarkan keadaan yang demikian, maka arus yang mengalir pada masing-masing lilitan mempunyai perbedaan fase, bentuk gelombang arus atau flux magnet dari masing-masing lilitan dapat digambarkan seperti pada gambar: 1.3 di bawah ini.

Gambar: 1.3 Bentuk Gelombang Fluks Magnet

Dari kedua flux magnet yang terdapat pada lilitan stator tersebut, maka terjadilah suatu medan magnet putar pada celah udara yang selanjutnya akan terjadi perputaran rotor pada motor 1 fase tersebut. t ersebut. Jumlah putaran rotor (nR) selalu se lalu lebih rendah dari jumlah putaran medan magnet stator (nS), selisih putaran tersebut dinamakan slip (s). Besarnya slip dapat dinyatakan dengan rumus :


3

M en g g u lu n g M o t or L i st r i k A C

M argiono A bd.

s = (nS – nR) / nS

Biasanya pada motor induksi 1 fase, lilitan bantunya dhubungkan dengan kapasitor yang dilengkapi dengan saklar centrifugal yaitu suatu saklar yang berfungsi untuk memutuskan rangkaian lilitan bantu secara otomatis jika putaran motor sudah mendekati serempak atau sebesar 75% dari putaran normal, sehingga lilitan bantu tidak berfungsi lagi. Pada dasarnya lilitan bantu pada motor induksi 1 fase berfungsi unutk mendapatkan torsi awal yang lebih besar pada saat start awal.

B. PRINSIP KERJA MOTOR INDUKSI 3 FASE Apabila lilitan stator motor induksi 3 fase dihubungkan pada sumber listrik 3 fase, maka pada lilitan stator tersebut akan terjadi medan magnet putar. Sedangkan pada rotornya juga terdapat lilitan yang dihubungkan singkat, sehingga berdasarkan percobaan Faraday pada lilitan rotor tersebut terbentuk gaya gerak listrik (ggl) induksi yang cukup besar, sesuai dengan percobaan Lorentz pada lilitan rotor terbentuk gaya gerak magnet (ggm) yang dapat memutar rotor t ersebut. Prinsip terjadinya medan mgnet putar dapat dijelaskan seperti pada gambar: 1.4 berikut ini.

Gambar: 1.4 Bentuk Gelombang Arus Listrik 3 Fasa

Y K T Po n t i a n a k

4


M argiono A bd.

Saat t = t0 Jika flux1 (Ø1) = 0, maka flux2 (Ø2) = 87% x flux max (Øm) negatip, dan flux3 (Ø3) = 87% x flux max (Øm) positip, sehingga secara vektor jumlah flux adalah flux total (Øt) = flux1 (Ø1) + flux2 (Ø2) + flux3 (Ø3) atau flux total (Øt) = 150% x flux max (Øm) dan arahnya dapat digambarkan sepert i pada gambar: 1.5 berikut ini.

Gambar: 1.5 Vektor Jumlah dan Arah Fluks Magnet Saat t = t0

Saat t = t1 Jika flux1 (Ø1) = 50% x flux max (Øm), maka flux2 (Ø2) = maximum negatip, dan flux3 (Ø3) = 50% x flux max (Øm), sehingga secara vektor jumlah flux adalah flux total (Øt) = flux1 (Ø1) + flux2 (Ø2) + flux3 (Ø3) atau flux total (Øt) = 150% x flux max (Øm) dan arahnya dapat digambarkan seperti pada gambar: 1.6 berikut ini.



5


M argiono A bd.

Saat t = t2 Jika flux3 (Ø3) = 0, maka flux1 (Ø1) = 87% x flux max (Øm) positip, dan flux2 (Ø2) = 87% x flux max (Øm) negatip, sehingga secara vektor jumlah flux adalah flux total (Øt) = flux1 (Ø1) + flux2 (Ø2) + flux3 (Ø3) atau flux total (Øt) = 150% x flux max (Øm) dan arahnya dapat digambarkan sepert i pada gambar: 1.7 berikut ini. Dengan cara yang sama, maka untuk saat berikutnya yaitu saat t = t3, t = t4, t = t5 dan seterusnya akan diperoleh suatu kenyataan bahwa dalam satu periode akan terjadi satu kali perputaran medan magnet stator. Sehingga untuk n periode akan diperoleh n kali perputaran medan magnet stator. Seacara umum jumlah putaran medan magnet stator dapat ditentukan dengan rumus : n = (60 . f) / p dimana : n = jumlah putaran medan magnet stator dalam rotasi per menit (RPM) p = jumlah pasang kutub f = frekwensi sumber listrik dalam Hertz (Hz).


Seperti halnya pada motor induksi 1 fase putaran rotor selalu mempunyai arah yang sama dengan arah putaran medan magnet stator dan selalu lebih rendah dari jumlah putaran medan magnet stator. Selisih putaran rotor dengan putaran


6


M argiono A bd.

medan magnet stator juga disebut slip (s). Prinsip terjadinya slip pada motor induksi 1 fase dan motor induksi 3 fase adalah sama, secara garis besar akan dijelaskan sebagai berikut : Jika suatu saat jumlah putara rotor sama dengan jumlah putaran medan magnet stator, maka tidak terjadi perpotongan antara flux magnet dengan lilitan rotor sehingga gaya gerak listrik (ggl) induksi pada lilitan rotor sama dengan nol (E = 0) dan arus rotor juga sama dengan nol (Ir = 0), yang mengakibatkan gaya gerak magnet (ggm) juga sama dengan nol (F = 0) dan pada akhirnya putaran rotor menurun (nR < nS). Penurunan putaran rotor tersebut mengakibatkan terjadinya perpotongan antara flux magnet dengan lilitan rotor, sehingga pada lilitan rotor terbentuk gaya gerak listrik (ggl) induksi yang mengalirkan arus pada rotor dan timbullah gaya gerak magnet (ggm), maka motor berputar lebih cepat lagi. Peristiwa tersebut selalu terjadi terus menerus dan hal ini mengakibatkan terjadinya slip motor (s). Untuk lebih jelasnya prinsip terjadinya slip (s) dapat dijelaskan dengan blok diagram seperti di bawah ini.

Sumber

Medan putar pada stator dengan jumlah putaran nS = (60.f) / p

Prinsip trnsformator, pada rotor timbul Er dan Ir

Berdasar Hukum Lorentz pada lilitan rotor timbul gaya (F) dan Torsi Selama motor berputar loop ini selalu terjadi setiap saat.

nR

nR turun

Rotor berputar hingga nR = nS

Saat nR = nS, Er = 0, Ir=0 F = 0 dam Torsi = 0

7


M argiono A bd.

BAB II JENIS-JENIS MOTOR LISTRIK ARUS BOLAK BALIK

A. JENIS-JENIS MOTOR INDUKSI 1 FASE Berdasarkan start awal (starting)-nya dikenal beberapa jenis motor induksi 1 fase yaitu motor fase belah (split fase), motor kapasitor dan motor kutub bayangan (shaded pole). Sedangkan yang bukan merupakan motor induksi, tetapi termasuk motor komutator yaitu motor universal dan motor repulsi. Motor-motor induksi biasanya menggunakan rotor sangkar, sedangkan yang bukan motor induksi menggunakan rotor lilit dilengkapi dengan komutator. 1. MOTOR FASE BELAH (SPLIT FASE) Untuk memperoleh putaran medan magnet stator, lilitan utama dan lilitan bantu dibuat sedemikian rupa sehingga arus yang mengalir pada masing-masing lilitan tidak sefase. Medan magnet putar ini sangat diperlukan tertutama untuk mendapatkan torsi awal yang cukup besar. Untuk memperoleh arus lilitan utama (Iu) dan arus lilitan bantu (Ib) agar tidak sefase dapat dilakukan dengan cara: -

Lilitan utama terdiri dari jumlah lilitan yang lebih sedikit dengan penampang kawat lilitan yang lebih besar dar i pada lilitan bantu.

-

Lilitan bantu terdiri dari jumlah lilitan yang lebih banyak dengan penampang kawat lilitan yang lebih kecil dari pada lilitan utama. Skema rangkaian dari motor fase belah (split fase) dapat dilihat seperti

pada gambar: 2.1 di bawah ini.

Gambar: 2.1 Skema Rangkaian Motor Phasa Belah


8


M argiono A bd.

Untuk mendapatkan medan magnet putar yang baik dan untuk mencegah agar lilitan bantu tidak selalu dialiri arus, biasanya pada motor fase belah (split fase) dipasang suatu saklar centrifugal yang dihubungkan deret (seri) dengan lilitan bantu. Saklar centrifugal (lihat gambar: 2.2) adalah saklar yang dapat terbuka secara otomatis jika putaran motor telah mencapai 75 % dari putaran normalnya. Karakteristik torsi fungsi putaran atau T = f (n) dari motor fase belah (split fase) pada saat start awal dapat dapat dilukiskan seperti pada gambar: 2.3 berikut ini.

Gambar: 2.2 Konstruksi Saklar Centrifugal

Gambar: 2.3 Karakteristik Motor Phasa Belah


9


M argiono A bd.

Torsi awal motor fase belah (split fase) mencapai 1 ½ kali torsi beban penuh dan arus awalnya dapat mencapai 7 – 8 kali arus beban penuh. Arus tersebut sulit diukur secara langsung dengan menggunakan ampere meter, tetapi untuk dapat menafsirkan besarnya arus awal tersebut dapat dilakukan dengan tes terkunci. Misalnya untuk tegangan V1 besarnya arus awal motor adalah I, maka untuk tegangan V2 besarnya arus awal motor adalah : I awal = (V2 / V1) x I Ampere

2. MOTOR KAPASITOR Motor kapasitor mempunyai prinsip kerja seperti motor fase belah (split fase), tetapi pada lilitan bantunya dipasang deret (seri) dengan sebuah kapasitor yang berfungsi untuk memperoleh beda fase antara arus lilitan utama (Iu)

dengan arus lilitan bantu (Ib) yang lebih besar yaitu diusahakan mendekati ½ π. Kapasitor yang digunakan pada motor kapasitor ada beberapa jenis antara lain yaitu jenis tabung plastik, jenis tabung aluminium dan jenis kotak, untuk lebih jelasnya jenis-jenis kapasitor yang ada dipasaran dapat dilihat pada gambar: 2.4 berikut ini.

(a)

(b)

(c)

Gambar: 2.4 (a) Kapasitor Jenis Tabung Plast ik (b) Kapasitor jenis Tabung Aluminium (c) Kapasitor Jenis Kotak


10


M argiono A bd.

Jika ditinjau menurut prinsip pengoperasiannya, motor kapasitor dibagi menjadi 3 (tiga) jenis yaitu : a. MOTOR KAPASITOR START Skema rangkaian dan karakteristik torsi fungsi putaran motor atau T = f (n) dari motor kapasitor start pada saat start awal dapat dilukiskan seperti pada gambar: 2.5 berikut ini.

Gambar: 2.5(a) Skema Motor Kapasitor Start (b) Diagram Phasor Motor Kapasitor Start (c) Karakteristik Motor Kapasitor Start

Dengan adanya kapasitor akan diperoleh torsi awal yang lebih besar jika dibandingkan dengan motor fase belah (split fase). Sedangkan rangkaian dari beberapa macam motor kapasitor start ditunjukkan seperti gambar: 2.6 berikut ini.


11


M argiono A bd.

Gambar: 2.6(a) Rangkaian Motor Kapasitor Start

Keterangan gambar : RW = Run Winding (Kumparan Utama) SW = Start Winding (Kumparan Bantu) 1

= Relay Arus

2

= Kapasitor Start

3

= Terminal Ke Sumber Listrik

4

= Alat Pengaman Beban Lebih

Gambar: 2.6(b) Rangkaian Motor Kapasitor Start 1 ar ah putaran


12


M argiono A bd.

Keterangan gambar : CS = Saklar Centrifugal RW = Run Winding (Kumparan Utama) SW = Start Winding (Kumparan Bantu) 1

= Terminal Ke Sumber Listrik

2

= Kapasitor Start

3

= Sambungan Dalam

Gambar: 2.6(c) Rangkaian Motor Kapasitor Start 2 Kecepatan 2 Kapasitor

Keterangan : CS = Saklar Centrifugal Centr ifugal LOW = Posisi Kecepatan Rendah HIGH = Posisi Kecepatan Tinggi HIGH RW = Kumparan Utama Uta ma untuk Kecepatan Tinggi LOW RW = Kumparan Utama Uta ma untuk Kecepatan Rendah HIGH SW = Kumparan Bantu untuk Kecepatan Kecepatan Tinggi LOW SW = Kumparan Bantu untuk Kecepatan Kecepat an Rendah


1

= Kapasitor untuk Kecepatan Rendah

2

= Kapasitor untuk Kecepatan Tinggi

3

= Saklar Pengatur Kecepatan

13


M argiono A bd.

b. MOTOR KAPASITOR START DAN RUN Pada motor jenis ini terdapat dua buah kapasitor yang dapat dirangkai seperti pada gambar: 2.7a dan karakteristik torsi fungsi putaran motor atau T = f (n) dari motor kapasitor start dan run pada saat start awal dapat dilukiskan seperti pada gambar: 2.7b berikut ini. Pada saat kapasitor 1 (C1) dan kapasitor 2 (C2) terhubung semua, sehingga diperoleh beda fase yang cukup besar antara flux lilitan utama dan flux lilitan bantu, maka akan diperoleh torsi awal yang lebih besar yaitu mencapai 400% - 500% dari torsi beban penuh. Setelah putaran motor mencapai 70% - 80% dari putaran nominal, maka kapasitor 1 (C1) akan terlepas dan kapasitor 2 (C2) tetap terpasang, sehingga beda fase antara flux lilitan utama dan flux lilitan bantu menurun dan torsi motorpun menurun.

Gambar: 2.7(a) Skema Motor Kapasitor Start dan Run (b) Karakteristik Motor Kapasitor Start dan Run

Jika dibandingkan dengan motor kapasitor start, motor jenis ini mempunyai torsi dan efisiensi yang lebih besar.


14


M argiono A bd.

c. MOTOR KAPASITOR PERMANEN Pada motor jenis ini terdapat sebuah kapasitor yang dipasang permanen (tetap) yang skemanya dapat dilihat seperti pada gambar: 2.8a, Sedangkan rangkaian dari beberapa macam motor kapasitor permanen ditunjukkan pada gambar: 2.8b, c dan d berikut ini.

Gambar: 2.8(a) Skema Motor Kapasitor Permanen

Gambar: 2.8(b) Rangkaian Motor Kapasitor Permanen 2 arah putaran

Keterangan gambar : FORWARD = Posisi Arah Maju REVERSE = Posisi Arah Mundur A dan B = Kumparan Motor yang dapat ditukar-tukar sebagai Kumparan Bantu atau Kumparan Utama.


15


M argiono A bd.

Gambar: 2.8(c) Rangkaian Motor Kapasitor Permanen 2 Kecepatan

Keterangan gambar : AUX = Kumparan Auxiliary RW = Run Winding (Kumparan Utama) SW = Start Winding (Kumparan Bantu) HIGH = Posisi Kecepatan Tinggi LOW = Posisi Kecepatan Rendah

Gambar: 2.8(d) Rangkaian Motor Kapasitor permanen 3 Kecepatan


16


M argiono A bd.

Keterangan gambar : AUX 1 = Kumparan Auxiliary Perta ma AUX 2 = Kumparan Auxiliary Kedua RW = Run Winding (Kumparan Utama) SW = Start Winding (Kumparan Bantu) L1, L2 = Terminal Ke Sumber Listrik HIGH = Posisi Kecepatan Tinggi MEDIUM = Posisi Kecepatan Menengah LOW = Posisi Kecepatan Rendah C

= Kapasitor

Torsi awal motor kapasitor permanen sangat sulit diukur dengan menggunakan alat ukur torsimeter, namun demikian untuk menafsirkan besarnya torsi awal tersebut dapat digunakan suatu pendekatan sebagai berikut : Misalnya untuk memperoleh jumlah putaran motor yang sangat lambat dibutuhkan tegangan sumber sebesar V1 dan menghasilkan torsi keluaran sebesar T1, maka untuk tegangan sumber sebesar V2 akan diperoleh torsi awal motor sebesar: T2 = (V2 / V1)² x T1 Newton meter.

3. MOTOR KUTUB BAYANGAN (SHADED POLE) Motor kutub bayangan (shaded pole) mempunyai konstruksi kutub seperti pada gambar: 2.9a berikut ini.

Gambar: 2.9a Konstruksi Motor Kutub Bayangan


17


M argiono A bd.

Pada kutub-kutubnya terdapat dua bagian yaitu bagian yang bercelah dan bagian yang dipasang cincin hubung singkat. Jika motor dihubungkan pada sumber listrik arus bolak-balik 1 fase, maka berdasarkan hukum Faraday pada lilitan yang dihubung singkat yang terdapat pada kutub magnetnya akan t erbentuk gaya gerak listrik (ggl) induksi dan arus induksi. Arus yang timbul akan menghasilkan flux magnet yang arahnya selalu melawan flux utama, bagian tersebut sering dinamakan kutub bayangan (shaded pole). Dalam kenyataannya bahwa flux yang dihasilkan oleh kutub utama dan kutub bayangan mempunyai perbedaan fase, dengan demikian didalam celah udara kutub terdapat flux medan magnet yang berputar dan berlaku prinsip seperti halnya motor-motor induksi jenis yang lain. Karakteristik torsi fungsi putaran rotor atau T = f (nR) dapat dilukiskan seperti pada gambar: 2.9b berikut ini.

Gambar: 2.9b Karakteristik Motor Kutub Bayangan

4. MOTOR UNIVERSAL Motor universal adalah suatu motor listrik yang dapat dioperasikan pada sumber listrik arus bolak-balik (AC) maupun sumber listrik arus searah (DC). Terbentuknya torsi dalam motor universal dapat dilukiskan seperti pada gambar: 2.10 berikut ini.


18


M argiono A bd.

Gambar: 2.10 Terbentuknya Torsi Pada Motor Universal

Misalnya motor universal berada pada kondisi seperti gambar:2.10a, motor mempunyai putaran searah dengan arah jarum jam maka torsi motor yang terbentuk mempunyai harga positip. Dalam kondisi berikutnya seperti gambar: 2.10b, diperoleh arah putaran motor yang tetap berarti torsi motor tetap mempunyai harga positip. Diagram fase motor universal dapat dilukiskan seperti pada gambar: 2.10c dan diperoleh persamaan : V = Er + (I . X) dimana: V = Tegangan sumber dalam Volt (V) Er = Tegangan rotor dalam Volt (V) I = Arus yang mengalir dalam Ampere (A) X = Reaktansi dalam Ohm (Ω)

Dengan mengabaikan kerugian yang terjadi maka akan diperoleh persamaan : T ac = (Er . I) / ω = (V . I


. Cos φ) / ω 19


M argiono A bd.

dimana: T ac = Torsi yang terbentuk saat motor diberi sumber listrik arus bolak-balik dalam Newton meter (Nm)

ω = Sudut putaran rotor dalam Radian (Rad) V . I . Cos φ = Da ya masukan motor dalam Watt (W)

Jika motor dihubungkan pada sumber listrik arus searah (DC), maka dengan mengabaikan kerugian yang ada akan diperoleh persamaan :

T dc = ( V . I ) / ω Nm Untuk harga tegangan sumber (V), arus yang mengalir (I) dan sudut putaran

rotor (ω) yang sama akan diperoleh suatu perbandingan : T ac / Tdc = (V . I . Cos φ) / (V . I) = Cos φ dimana: Cos φ = Sudut fase (faktor daya). Karakteristik torsi fungsi putaran motor atau T = f (n) motor universal dapat dilukiskan seperti pada gambar: 2.11 berikut ini.

Gambar: 2.11 Karakteristik Motor Universal

a. MENGATUR JUMLAH PUTARAN MOTOR UNIVERSAL Untuk mengatur jumlah putaran motor universal dapat dilakukan dengan mengatur flux magnetnya. Dalam mengatur flux magnet dapat dilakukan dengan cara : -

Mengatur jumlah lilitan penguat magnet dengan arus penguat yang tetap.

-

Mengatur arus penguat magnet dengan jumlah lilitan yang tetap.


20


M argiono A bd.

Gambar: 2.12 berikut ini menunjukkan cara pengaturan jumlah putaran motor universal dengan cara mengatur jumlah lilitan penguat magnet dengan arus penguat yang tetap.

Gambar: 2.12 Cara Mengatur Jumlah Putaran Motor Universal

b. MEMBALIK ARAH PUTARAN MOTOR UNIVERSAL Untuk membalik arah putaran motor universal dapat dilakukan dengan cara : -

Membalik arah arus penguat magnet dengan arah arus jangkar/angker yang tetap.

-

Membalik arah arus jangkar/angker dengan arah arus penguat magnet yang tetap.

Gambar: 2.13 berikut ini menunjukkan cara membalik arah putaran motor universal dengan cara membalik arah arus penguat magnet dengan arah arus jangkar yang tetap.

Gambar: 2.13 Cara Membalik Arah Putaran Motor Universal


21


M argiono A bd.

5. MOTOR REPULSI Motor repulsi merupakan motor listrik arus bolak-balik 1 fase yang menggunakan komutator seperti halnya motor universal. Pada motor repulsi ini komutator tidak dihubungkan dengan sumber listrik seperti pada motor universal, melainkan sikat-sikat pada motor tersebut dihubungkan singkat satu sama lain sehingga pada lilitan jangkar motor mengalir arus induksi. Dalam motor repulsi terdapat beberapa posisi sikat seperti yang ditunjukkan pada gambar: 2.14 berikut ini.

Gambar: 2.14 Posisi Sikat Pada Motor Repulsi

Pada gambar:2.14a ditunjukkan bahwa sikat tegak lurus dengan flux magnet dan arus pada masing-masing sisi kumparan cukup besar, tetapi


22


M argiono A bd.

separohnya memberi torsi ke kiri dan separohnya memberi torsi ke kanan, sehingga motor tidak dapat berputar atau dalam keadaa n diam. Pada gambar: 2.14b ditunjukkan bahwa sikat sejajar dengan flux magnet dan masing-masing lilitan mempunyai polaritas tegangan yang sama, sehingga tidak ada arus yang mengalir pada sisi kumparan, maka motorpun tidak dapat berputar atau dalam keadaan diam. Pada gambar: 2.14c ditunjukkan bahwa sikat miring sebesar 45 derajat terhadap flux magnet ke kiri, sebagian tegangan saling meniadakan dan terdapat sebagian yang lain mengalirkan arus yang cukup besar yang dapat memutar rotor, sehingga motor akan berputar berlawanan dengan arah putar jarum jam (ke kiri). Pada gambar: 2.14d ditunjukkan bahwa sikat miring sebesar 45 derajat terhadap flux magnet ke kanan, pada posisi ini motor mempunyai prinsip seperti pada posisi gambar: 2.14c tetapi arah putarnya berlawanan, sehingga motor akan berputar searah dengan arah putar jarum jam (ke kanan). Dari penggeseran sikat-sikat tersebut akan diperoleh karakteritik torsi fungís putaran motor atau T = f (n) yang berbeda seperti yang ditunjukkan pada gambar: 2.15 berikut ini.

Gambar: 2.15 Karakteristik Motor Repulsi

Keterangan gambar : 1. T = f (n) untuk n1 2. T = f (n) untuk n2 < n1 3. T = f (n) untuk n3 < n2 < n1


23


M argiono A bd.

B. JENIS-JENIS MOTOR INDUKSI 3 FASE Jika ditinjau menurut jenis rotornya, motor induksi 3 fase terdiri dari dua jenis yaitu : 1. MOTOR ROTOR LILIT (SLIP RING) Motor rotor lilit yang biasa disebut motor slip ring dan sering juga disebut motor cincin seret, ujung-ujung awal lilitan rotornya selalu disambung bintang (star) dan ujung-ujung akhir lilitan rotor selalu dihubungkan deret dengan tahanan penguat melalui cincin seret (slip ring) seperti terlihat pada gambar: 2.16 berikut ini.

Gambar: 2.16 Motor Rotor Lilit


24


M argiono A bd.

Tahanan penguat tersebut berfungsi untuk memperbesar tahanan pada lilitan rotor, dengan demikian harga impedansinya akan naik dan arusnya akan turun, sehingga dapat mengamankan sekering pada saat start awal motor dan barang tentu sudut fasenya juga turun.

2. MOTOR ROTOR SANGKAR Motor rotor sangkar sering juga disebut motor rotor hubung singkat, disebut demikian karena kawat-kawat penghantar pada rotornya selalu dihubungkan singkat seperti yang ditunjukkan pada gambar: 2.17 berikut ini.

Gambar: 2.17 Rotor Sangkar

Apabila sumber listrik 3 fase dialirkan pada lilitan stator maka akan timbul medan magnet putar dalam stator dan penghantar rotor yang ada di sekeliling stator akan dipotong garis gaya medan magnet putar stator, sehingga dalam penghantar rotor tersebut akan dibangkitkan gaya gerak listrik (ggl) induksi. Oleh karena pada setiap penghantar rotor akan timbul gaya-gaya sehingga akan terbentuk kopel yang menyebabkan rotor berputar, yang arah putar rotor tersebut akan searah dengan arah putar medan magnet putar.


25


M argiono A bd.

3. MOTOR DUA KECEPATAN (DAHLANDER) Motor dengan dua kecepatan sering disebut dengan motor dahlander, motor 3 fase jenis ini mempunyai dua kecepatan atau lebih. Untuk merubah kecepatannya didasarkan pada rumus : n = (60 . f) / p = (120 . f ) / P Dimana : n = Kecepatan putaran motor (RPM) f = Frekuensi sumber listrik (Hertz) p = Jumlah pasang kutub P = Jumlah kutub

Jadi berdasarkan rumus tsb di atas, untuk merubah kecepatan putaran motor dapat dilakukan dengan cara : -

Merubah frekwensi sumber listriknya, hal ini tidak mungkin dilaksanakan karena frekwensi sumber listrik sudah ditetapkan oleh perusahaan pembangkit listrik (PLN).

-

Merubah jumlah kutubnya, hal ini dapat dilakukan dengan dua cara yaitu : 1) Memasang dua jenis lilitan pada statornya (lihat gambar: 2.18)

Gambar: 2.18 Dua Jenis Kumparan

2) Memasang sebuah lilitan tetap, tapi dengan merubah-rubah sambungannya (lihat gambar: 2.19)


26


M argiono A bd.

Gambar: 2.19 Sebuah Kumparan Tetap

Untuk merubah kecepatan putaran motor dahlander yang mempunyai dua jenis lilitan stator, biasanya untuk masing-masing kecepatan lilitan stator tersebut disambung bintang (star), seperti yang ditunjukkan pada gambar: 2.20 berikut ini.

Gambar: 2.20 Motor Dahlander Dengan 2 Kumparan

Keterangan gambar : Kecepatan I, hubungan terminal U1-R, V1-S, W1-T Kecepatan II, hubungan terminal U2-R, V2-S, W2-T

Sesuai dengan rumus tersebut di atas motor induksi dengan kecepatan 1400 – 1500 RPM, jika menggunakan sumber listrik dengan frekuensi 50 Hz jumlah kutubnya adalah 4 buah, hal ini dapat dihitung sebagai berikut :


27


M argiono A bd.

n = (60 x f) / p 1500 = (60 x 50) / p p = 3000 / 1500 = 2 pasang pasang kutub, jadi jumlah kutub kutub (P) = 2 x 2 = 4 kutub.

Bentuk bentangan kumparan motor induksi yang mempunyai 4 kutub dengan kecepatan putaran 1400 – 1500 RPM dapat ditunjukan seperti gambar berikut ini.

Gambar 2.21 Bentangan kumparan stator motor 3 fasa 36 alur, 4 kutub

Selanjutnya untuk merubah kecepatan putar motor induksi tersebut di atas dari 1400 – 1500 RPM menjadi 2800 – 300 RPM, maka harus merubah jumlah kutub kumparan stator motor induksi tersebut dari 4 kutub menjadi 2 kutub. Hal ini sesuai dengan rumus : n = (60 . f) / p 3000 = (60 x 50) / p p = 3000 /3000 = 1 pasang pasang kutub, jadi jumlah kutub (P) = 1 x 2 = 2 kutub. kutub.

Sehingga bentuk bentangan kumparan stator motor induksi yang mempunyai 2 kutub dengan kecepatan putaran 2800 – 3000 RPM adalah seperti gambar berikut.


28


M argiono A bd.

Gambar 2.22 Bentangan kumparan stator motor 3 fasa 24 a lur, 2 kutub

Sedangkan untuk merubah kecepatan putaran motor dahlander yang mempunyai sebuah lilitan stator ditunjukkan seperti pada gambar: 2.23 dan gambar: 2.24 berikut ini.

Gambar: 2.23 Motor Dahlander Dengan 1 Kumparan Dihubung Y Keterangan gambar : Kecepatan Kecepat an I, U1-V1-W1 dihubung dihubung ke sumber jala-jala. Kecepatan II, U2-V2-W2 dihubung ke sumber jala-jala dan U1-V1-W1 dihubung singkat.


29


Gambar: 2.24

M argiono A bd.

Motor Dahlander Dengan 1 Kumparan Dihubung Δ

Keterangan gambar : Kecepatan Kecepat an I, U1-V1-W1 dihubung dihubung ke sumber jala-jala. Kecepatan II, U2-V2-W2 dihubung ke sumber jala-jala dan U1-V1-W1 dihubung singkat.

Pada gambar: 2.23 maupun gambar: 2.24 untuk kecapatan I lilitan stator tersambung deret, hal ini akan menghasilkan jumlah kutub lebih banyak sehingga kecepatan putaran motor akan lebih rendah. Sedangkan untuk kecepatan II lilitan stator tersambung paralel, hal ini akan menghasilkan jumlah kutub yang lebih sedikit sehingga kecepatan putaran motor akan lebih cepat. Pada putaran cepat maupun rendah banyaknya lilitan stator yang terhubung pada tegangan sumber listrik selalu sama, jadi meskipun kedua sambungan menghasilkan kecepatan putaran yang berbeda namun tetap akan menghasilkan daya yang sama besarnya.


30


M argiono A bd.

BAB III KONSTRUKSI DAN PENGGUNAAN MOTOR LISTRIK ARUS BOLAK BALIK

A. KONSTRUKSI MOTOR INDUKSI Konstruksi motor induksi 1 fase tidak berbeda jauh dengan konstruksi motor induksi 3 fase, yang pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama yaitu : 1. STATOR Secara prinsip, stator motor induksi sama dengan motor sinkron atau generator, yang di dalamnya tersusun sejumlah kawat yang dimasukkan ke dalam alur/celah yang disebut belitan. Pada stator motor induksi terdapat belitan menurut jenis motornya, misalnya motor satu fasa maka statornya terdapat belitan satu fasa yang disuplai oleh sumber listrik satu fasa, sedangkan untuk jenis motor tiga fasa maka statornya terdapat belitan tiga fasa yang disuplai oleh sumber listrik tiga fasa. Jumlah kutub akan menentukan besarnya kecepatan motor. Lebih banyak jumlah kutubnya, maka kecepatannya akan menurun dan sebaliknya bila jumlah kutubnya sedikit, maka kecepatannya akan meningkat. Hal ini sesuai dengan persamaan: n = (60.f) / p ,

dimana : n = jumlah putaran motor (rpm), f =

frekuensi sumber listrik (Hertz), dan p = jumlah pasang kutub. Untuk lebih jelasnya bentuk fisik dari stator motor induksi dapat dilihat pada gambar: 3.1 di bawah ini :

Gambar: 3.1 Stator Motor Induksi


31


M argiono A bd.

2. ROTOR Jenis rotor pada motor induksi arus bolak-balik dibedakan menjadi dua macam yaitu : a. ROTOR SANGKAR Hampir 90% rotor dari motor induksi berjenis sangkar, karena rotor jenis ini paling sederhana dan kuat. Rotor terdiri dari inti yang berbentuk silinder yang sejajar dengan slot dan diisi dengan tembaga atau aluminium yang berbentuk batangan. Satu batang diletakkan di setiap slot, apabila digunakan slot setengah tertutup maka batangan tersebut dimasukkan dari ujung. Batangan rotor dilapisi dengan kuningan atau dilapisi secara listrik atau dilas dan kedua ujung cincin dibaut dengan kuat. Kostruksi yang demikian disebut dengan konstruksi sangkar tupai, untuk lebih jelasnya bentuk fisik dari rotor sangkar dapat dilihat pada gambar: 3.2 dibawah ini :

Gambar: 3.2 Rotor Sangkar Motor Induksi

b. ROTOR LILIT (SLIP RING) Rotor lilit mempunyai belitan yang dapat didistribusikan untuk digunakan sebagai alternator (generator). Rotor ini berupa belitan dengan jumlah


kutubnya

sebanyak

jumlah

kutub

distator.

Belitan

internal

32


M argiono A bd.

dihubungkan secara bintang (tiga fasa). Kemudian terminal belitan tersebut dikeluarkan dan disambungkan ke 3 buah slip ring terisolasi yang diletakkan pada tangkai dengan sikat di atasnya. Ketiga sikat ini secara

eksternal

disambungkan ke rheostat yang membentuk bintang. Rheostat ini berfungsi meningkatkan torsi asut motor saat periode pengasutan. Apabila bekerja di kondisi normal, slip ring secara otomatis dihubungi-pendek, sehingga ring di atas tangkai terhubung bersama oleh suatu logam yang tertekan. Selanjutnya secara otomatis sikat tersebut terangkat dari slip ring untuk mengurangi rugirugi gesekan. Dengan demikian, rotor lilit akan bekerja seperti rotor sangkar bila bekerja di bawah kondisi normal. Untuk lebih jelasnya silahkan lihat pada gambar:3.3 di bawah ini :

Gambar 3.3a Konstruksi Motor Slipring


33


M argiono A bd.

Gambar: 3.3b Motor Slipring yang telah dibuka

Gambar 3.3c Rotor Lilit Motor Slipring


34


M argiono A bd.

Selain dua bagian utama itu motor induksi juga mempunyai konstruksi tambahan yang lain antara lian rumah stator, tutup stator, kipas, dan terminal hubung, seperti yang ditunjukkan pada gambar: 3.4 ber ikut ini.

Gambar 3.4a Konstruksi Motor Induksi

Gambar: 3.4b Bagian-Bagian Motor Induksi yang telah dibuka


35


M argiono A bd.

Keterangan gambar : 1. Tutup luar (pelindung kipas) 2. Kipas angin (air-fan) 3. Tutup kepala kumparan dengan Stationary-Switch. 4. Kotak terminal 5. Kapasitor (kondensator) 6. Rumah stator dan alur stator didalamnya 7. Baut iser 8. Rotor dengan Centrifugal-Switch.

Sedangkan konstruksi motor induksi secara utuh baik motor induksi 1 fasa dan motor induksi 3 fasa ditunjukkan seperti gambar: 3.5a dan gambar: 3.5b berikut ini.

Gambar: 3.5a Motor Induksi 1 Fasa Jenis Kapasitor


36


M argiono A bd.

Gambar: 3.5b Motor Induksi 3 Fasa Jenis Rotor Sangkar

B. PENGGUNAAN MOTOR INDUKSI 1. MOTOR PHASA BELAH (SPILT PHASA) Motor phasa belah biasanya sangat baik digunakan untuk melayani beban yang membutuhkan momen inersia yang relatif rendah seperti mesin cuci, pompa centrifugal, fan, blower, mesin bor kecil, mesin polish lantai ubin, mixer kue, blender (juicer) dsb.

2. MOTOR KAPASITOR Motor kapasitor sangat banyak digunakan untuk melayani peralatan seperti kipas angin, pompa air, air conditioning (AC), refrigernt (kulkas), mesin cuci dsb.

3. MOTOR KUTUB BAYANGAN (SHADED POLE) Motor kutub bayangan biasanya banyak digunakan untuk melayani peralatan yang tidak membutuhkan torsi yang besar dan tidak membutuhkan banyak perawatan seperti jam listrik, timer, hair dryer, kipas angin kecil dsb.


37


M argiono A bd.

Gambar 3.6 Konstruksi Motor Shaded Pole

4. MOTOR UNIVERSAL Motor universal biasanya banyak digunakan untuk melayani peralatan seperti pengisap debu (vacum cleaner), mesin jahit (sewing machine), peralatan tangan listrik (power hand tool), perlatan rumah tangga seperti mixer kue dan blender buah, dan peralatan yang membutuhkan putaran dengan kecepatan tinggi sekitar 3.000 s/d 20.000 RPM.

Gambar 3.7 Konstruksi Motor Universal


38


M argiono A bd.

5. MOTOR REPULSI Motor repulsi biasanya digunakan untuk melayani peralatan yang mempunyai sistem penggerak sederhana dengan putaran yang dapat diatur dan tidak melebihi dari 5 PK seperti small agitator, shoking machine dsb.

6. MOTOR INDUKSI 3 FASE Motor induksi 3 fase baik yang jenis rotor lilit maupun rotor sangkar biasanya digunakan untuk menggerakan peralatan atau mesin-mesin yang membutuhkan daya yang relatif besar yang banyak terdapat pada pabrik-pabrik produksi barang skala besar.


39


M argiono A bd.

BAB IV MENGGULUNG KUMPARAN MOTOR LISTRIK ARUS BOLAK B ALIK

A. MENGGULUNG ULANG KUMPARAN MOTOR INDUKSI 1 FASE 1. BENTUK GULUNGAN( KUMPARAN ) STATOR Bentuk gulungan ( Kumparan) stator ada dua macam, tergantung bagaimana cara melilitkannya kedalam alur-alur stator. Bentuk kumparankumparan tersebut adalah : a. Kumparan Jerat atau juga disebut lilitan bertumpuk (Lap Winding), juga dinamakan lilitan-spiral seperti yang terlihat pada Gambar: 4.1a. b. Kumparan Sepusat (Concentric-Winding) seperti ter lihat pada gambar: 4.1b.

(a)

(b)

Gambar: 4.1 (a) Bentuk Kumparan Jerat/Spiral (b) Bentuk Kumparan Gelung/Memusat

Adapun fungsi dari kedua jenis bentuk kumparan masing-masing adalah : a. Kumparan Jerat (Spiral), banyak digunakan untuk motor atau generator dengan kapasitas daya yang relatif besar,umumnya menengah keatas, walaupun ada secara khusus motor listrik berkapasitas relatif besar kumparan statornya menggunakan type gelung/terpusat (Konsentris). b. Kumparan Gelung/Memusat (Konsentris), pada umumnya digunakan untuk motor atau generator dengan kapasitas daya relatif kecil, Walaupun ada juga


40


M argiono A bd.

secara khusus motor-motor berkapasitas kecil; menggunakan kumparan jenis spiral.

2. CARA MENGGULUNG ULANG KUMPARAN STATOR MOTOR I NDUKSI 1 FASE Seperti telah dijelaskan diatas bahwa motor-motor induksi 1 fasa sebenarnya adalah motor induksi 2 fasa, hal tersebut terbukti dengan adanya dua jenis kumparan, yaitu kumparan utama (Running Winding = RW) dan kumparan bantu (Starting Winding = SW). Kedua buah kumparan tersebut mempunyai penampang kawat dan jumlah belitan yang berbeda satu dengan lainnya. Kumparan utama mempunyai penampang kawat yang lebih besar dengan jumlah belitan relatif lebih sedikit, sedangkan kumparan bantu mempunyai penampang kawat lebih kecil dengan jumlah belitan lebih banyak. Dengan sumber tegangan tertentu, maka besarnya arus pada kedua buah kumparan tersebut yaitu Iu dan Ip atau dapat kita namakan Ir dan Is, mempunyai nilai yang berbeda dengan menempatkan kedua buah kelompok kumparan tersebut pada stator yang sedemikian rupa satu sama lain, maka hal tersebut berpengaruh °

terhadap nilai arus Iu dan Ip yaitu mempunyai pergeseran fasa sebesar 90 °

listrik ( 90 el). Dengan demikian apabila kita akan menggulung kembali motor-motor induksi 1 fasa, maka motor-motor tersebut kita anggap sebagai motor 2 fasa. Berikut ini dijelaskan cara menggulung dan cara menghubungkan kumparankumparan utama dan kumparan pembantu.

a. LANGKAH KUMPARAN Langkah kumparan adalah sudut kisar yang dibentuk antara kedua sisi kumparan, diberi tanda huruf Yg. Untuk mendapatkan kopel putar yang maksimal maka langkah kumparan harus sama dengan satu jarak kutub. Satu jarak kutub adalah sudut kisar antara kutub utara ( U) dan selatan (S) yang

paling berdekatan dan jarak kutub diberi tanda dengan huruf Tho (σ). Satu °

jarak kutub adalah sebesar 180 listrik.


41


M argiono A bd.

°

Perbandingan antara derajat lingkaran (derajat busur= bs) dan derajat listrik (

°

el ). Apabila jumlah pasang kutub suatu motor listrik kita sebut

sebagai p, maka jumlah kutubnya menjadi 2.p. untuk :

°

°

p = 1 maka 360 bs

= 1 x 360 el

°

= 2 x 360 el

°

°

= 3 x 360 el

p = 2 maka 360 bs

°

p = 3 maka 360 bs dan seterusnya.

°

Dengan demikian perbandingan antara bs dan °

°

el dapat dituliskan

°

dengan rumus : a bs = p.a el Apabila jumlah stator motor ada G alur,maka sudut kisar satu keliling °

stator atau G alur adalah = 360 bs dan apabila sebuah motor mempunyai °

sebanyak G alur adalah = p. 360 el. Satu keliling stator = 2.p jarak kutub atau G alur = 2 p jarak kutub.

Jadi satu jarak kutub = 1 σ = 180 el = G / 2.p Alur. °

Karena langkah kumparan Yg = 1 σ, maka langkah kumparan menjadi : Yg = G

/ 2.p Alur. Untuk memperoleh kopel putar yang maksimal, maka diperlukan

jumlah belitan yang besar pula. Jumlah belitan yang besar itu tidak mungkin ditampung oleh satu alur stator, untuk itu harus dibagi menjadi beberapa buah alur artinya satu buah alur kumparan akan dibagi menjadi beberapa belitan (kumparan). Untuk motor induksi satu fasa yang mempunyai satu pasang kutub dengan satu buah kumparan yang terdiri dari beberapa kumparan bagian dan setiap kumparan bagian membutuhkan dua buah alur stator. Maka suatu motor induksi satu fasa yang mempunyai satu pasang kutub akan mempunyai G

/ 2.P kumparan bagian. Untuk motor induksi 2 fasa seluruh alur stator motor

tersebut dibagi dua sama banyak, sehingga masing-masing fasa memiliki G

/ 2. P.2

b. JUMLAH ALUR PER KUTUB PER FASE Apabila jumlah fasa = m, maka masing-masing fasa akan memiliki kumparan bagian sebanyak


G

/ 2.

P. m

, sehingga pada setiap kutub untuk

42


M argiono A bd.

masing-masing fasa akan akan menempati alur sebanyak

G

/ 2.

P. m

alur.

Apabila banyaknya alur pada setiap kutub untuk masing-masing fasa diberi tanda dengan huruf g, maka jumlah alur untuk setiap kutub tiap fasa menjadi : G

g = /

2.P.m

alur.

c. MENEMPATKAN KUMPARAN( PERGESERAN TEMPAT ) Untuk

menempatkan

kumparan

dari

setiap

fasa

harus

selalu

ditempatkan saling begeseran tempat, hal tersebut dilakukan agar kopel putar yang dihasilkan saling bergeseran fasa. Untuk motor induksi 2 fasa °

pergeseran fasa untuk dua kopel putar (kekuatan putar) adalah 90 el. Apabila pergeseran tempat tersebut diberikan tanda dengan huruf Yf, maka °

1

karena Yg = 180 el, ,jadi untuk motor 2 fasa nilai Yf = / 2 Yg. Dari uraian diatas, maka diperoleh beberapa rumusan yang digunakan untuk menggulung motor-motor induksi, yaitu sebagai berikut : 60 .f

a) P =

/ n pasang kutub

G

b) Yg = / 2.P alur G

c) g = / 2.P.m alur Dimana :

p = Jumlah pasang kutub G = Jumlah alur Stator m = Jumlah fasa g = Jumlah alur per kutub perfasa Yg = Langkah alur untuk kumparan Yf = Pergeseran tempat antar fasa

CONTOH : 1. Sebuah stator mempunyai 24 buah alur, akan digulung kembali untuk motor 2 fasa dengan frekwensi sebesar 50 hertz akan menghasilkan putaran dengan kecepatan 3000 rpm. Buatlah rencana penggulungan /pemasangan kembali kumparan kumparan stator motor tersebut ! Penyelesaian : G = 24 alur; m = 2 fasa;


43


M argiono A bd.

f = 50 Hertz; n = 3000 rpm P=

60. f

/ n

G

g = /

2.P.m

G

Yg = /

2.P

= = =

1

Yf = / 2 Yg =

60 x 50 24

/ 3000

/ 2x1x2

24 / 2 x 1 1

/ 2 x 12

= 1 pasang kutub = 6 alur = 12 alur = 6 alur

Dari hasil perhitungan tersebut diatas dapat kita buat gambar penempatan kumparan-kumparan tersebut pada stator, seperti terlihat Gambar: 4.2a dan Gambar: 4.2b.

(a)

(b)

Gambar: 4.2 (a) Penempatan Kumparan Jerat pada Stator (b) Penempatan Kumparan Gelung pada Stator

2. Contoh berikut adalah sebuah motor kapasitor yang mempunyai 24 buah alur stator,menghasilkan putaran rotor sebesar 2950 rpm pada frekwensi 50 Hz. Seluruh alur stator mempunyai ukuran yang sama. gambar skema belitan dan diagram bentangan dari kumparan

Buatlah stator

dengan type kumparan sepusat. Penyelesaian :


44


M argiono A bd.

G = 24 alur ; n = 2950 rpm ; f = 50 hertz m = 2 fasa a. Jumlah pasang kutub P=

60. f

/ n =

60 x 50

/ 2950

= 1 pasang kutub

b. Jumlah alur perkutub perfasa (g) G

g = /

2.P.m =

24

/ 2x1x2

= 6/6 diubah menjadi 8/4 G

c. Langkah belitan (Yg) Yg = / 1

2.P

=

24 / 2 x 1

d. Pergeseran tempat ( Yf) Yf = /2 Yg =

1

= 12

/ 2 x 12 = 6

Dapat juga dibelit dengan g = 64/2 atau 24/2.

Dari hasil hitungan tersebut diatas dapat kita buat gambar skema belitan (gambar penempatan kumparan pada stator),seperti

terlihat pada

Gambar: 4.3a dan Gambar: 4.3b.

(a)

(b) Gambar: 4.3 (a) Skema Belitan dengan = 8/4 (b). Skema Belitan dengan g = 6 4/2 / 2 4/2

Sedangkan gambar bentangan kumparan motor dari Gambar: 4.3a dan Gambar: 4.3b, dapat kita lihat pada Gambar: 4.4a dan Gambar: 4.4b di bawah ini.


45


M argiono A bd.

Gambar: 4.4(a) Bentangan Kumparan Stator Dibelit dengan g = 8/4

Gambar:4.4(b) Bentangan Kumparan Stator Dibelit dengan g = 64/2 atau 24/2

Sebagai bahan perbandingan antara kumparan hasil perencanaan dengan kumparan yang sebenarnya, yang penulis lakukuan pebongkaran pada kumparan motor kapasitor penggerak pompa air dapat dilihat dalam gambar: 4.4c, sedangkan gambar blok diagramnya dapat dilihat pada gambar: 4.4d.


46


M argiono A bd.

Gambar: 4.4(c) Bentangan Kumparan Stator Motor Kapasitor 24 Alur

V

Y

Capasitor

U

Sumber Listrik AC

X

Gambar: 4.4(d) Blok Diagram Kumparan Motor Kapasitor 24 Alur


47


M argiono A bd.

B. MENGGULUNG ULANG KUMPARAN MOTOR INDUKSI 3 FASE 1. KUMPARAN MOTOR INDUKSI 3 FASE SISTEM SATU JALAN (SINGLE LAYER). Untuk motor 3 fasa, seluruh alur-alur stator dibagi tiga sama banyak G

sehingga masing-masing fasa memiliki kumparan bagian sebanyak

/2.P.3

kumparan. Apabila jumlah fasa= m fasa, maka masing-masing fasa akan G

mempunyai kumparan bagian sebanyak /2.P.m

.

Cara memasang sisi kumparan yaitu apabila salah satu beada didepan kutub U, maka sisi yang lain harus berada didepan kutub S. Hal tersebut G

dikarenakan masing-masing fasa mempunyai kumparan bagian sebanyak /2.P.m , G

maka pada tiap kutub masing-masing fasa akan menempati alur sebanyak /2.P.m alur. Apabila banyaknya alur pada tiap kutub untuk masing-masing fasa G

diberikan tanda g, maka jumlah alur perkutub perfasa yaitu : g = /2.P.m alur. Sedangkan cara menggulung kumparan stator motor 3 fasa pada prinsipnya sama dengan motor 1 fasa, dua fasa, perbedaannya ialah pada jumlah belitannya (kumparannya). Untuk motor 3 fasa masing-masing belitan °

2

ditempatkan saling bergeseran tempat sejauh 120 el, jadi = /3 jarak kutub atau 2

= /3 langkah belitan (Yg). Untuk motor dengan ukuran 500 watt keatas akan lebih ekonomis apabila dilaksanakan (dibuat) 3 fasa. Sebab apabila dilaksanakan dengan 2 atau 1 fasa, maka motor tersebut harus menggunakan kondensator (capasitor) dengan kapasitas relatif besar. Jadi hal tersebut akan sangat merugikan, akibat dari sifatsifat kondensator. Untuk memperjelas keterangan tersebut diatas, berikut ini ada beberapa contoh motor-motor 3 fasa yang akan dilakukan penggulungan kembali.

CONTOH : 1. Sebuah motor 3 fasa mempunyai 24 alur stator, akan digulung kembali dengan bentuk kumparan consentric (sepusat) dan kumparan spiral, agar dapat menghasilkan putaran rotor sebesar 3000 rpm pada frekwensi 50 Hz. Buatlah skema belitan dan dagram bentangan dari kedua bentuk kumparan tersebut?


48


M argiono A bd.

Penyelesaian : P=

60 . f

/ n =

60 x 50

G

2.m.p =

24

g = / G

Yg = / 2

2.P =

/ 3000

/ 2 x 3 x 1

24

= 1. =

24

/ 6

Jumlah pasang kutub = 1 = 4.

= 12.

/ 2 x 1 2

Yf = / 3 x Yg = / 3 x12 = 8 (1-9-17)

Jumlah alur/kutub/fasa= 4 Langkah belitan = 12 Pergeseran tempat = 8(1-9- 17)

Gambar: 4.5 adalah skema belitan yang diperoleh dari hasil perhitungan diatas. Gambar: 4.5a adalah skema belitan untuk kumparan bentuk gelung (concentric), sedangkan Gambar: 4.5b adalah skema belitan untuk ku mparan bentuk jerat (spiral).

(a)

(b)

Gambar: 4.5 (a) Skema Belitan dari Kumparan Concentr ic 1 Jalan (b) Skema Belitan dari Kumparan Jerat (Spiral) 1Jalan

Keterangan : Ujung-ujung U - X = Fasa pertama Ujung-ujung V - Y = Fasa kedua Ujung-ujung W - Z = Fasa ketiga

Untuk memperjelas skema belitan dari gambar: 4.5a dan 4.5b, berikut ini digambarkan bentangannya seperti ditunjukan pada gambar: 4.6a dan 4.6b di bawah ini.


49


M argiono A bd.

Gambar: 4.6(a) Bentangan Kumparan Sepusat (concentr ic) 1 Jalan

Gambar: 4.6(b) Bentangan Kumparan Jerat (spiral) 1 Jalan

2. Sebuah motor 3 fasa mempunyai 36 alur stator, akan digulung kembali dengan bentuk kumparan sepusat (Concentric) dan kumparan spiral, agar dapat menghasilkan putaran rotor sebesar 1500 rpm pada frekuensi 50 Hz.


50


M argiono A bd.

Buatlah skema belitan dan diagram bentangan dari kedua bentuk kumparan tersebut, untuk kumparan 1 (satu) jalan! Penyelesaian : p =

60. f

/ n =

G

g = /

60 x 50

/ 1500 = 2 pasang kutub. Jumlah pasang kutub = 2

36 2.m.p = / 2 x 3 x 2

G

Yg = / 2

2.p =

36

= 3.

/ 2 x 2 = 9 (1-10). 2

Yf = / 3 x Yg = / 3 x 9 = 6 (1-7-13).

Jumlah alur/kutub/fasa = 3 Langkah belitan = 9 Pergeseran tempat = 6

Gambar: 4.7 berikut ini adalah skema belitan yang diperoleh dari perhitungan diatas. Gambar: 4.7a adalah skema belitan untuk kumparan bentuk concentric, sedangkan gambar: 4.7b adalah skema belitan untuk kumparan bentuk jerat (spiral).

(a)

(b)

Gambar: 4.7(a) Skema Belitan Bentuk Concentric 1 Jalan (Single Layer) (b) Skema Belitan Bentuk Spiral 1 Jalan (Single Layer)

Untuk mempermudah proses perbaikan dari motor 3 fasa tersebut, maka skema belitan pada gambar: 4.7a kita buat diagram bentangannya seperti ditunjukan pada gambar: 4.8a. Sedangkan skema belitan dari gambar: 4.7b, diagram bentangannya seperti ditunjukan pada gambar: 4.8b.


51


M argiono A bd.

Gambar: 4.8(a) Bentangan Kumparan Stator Bentuk Memusat (Concentric) untuk p = 2; g = 3; Yg = 9 dan Yf = 6

Gambar: 4.8(b) Bentangan Kumparan Stator Bentuk Jerat (Spiral) untuk p = 2; g = 3; Yg = 9 dan Yf = 6


52


M argiono A bd.

Dalam kenyataannya bahwa kumparan bentuk memusat (concentric) pada kepala kumparannya agak sulit dirapihkan, terutama untuk motormotor dengan kapasitas daya relatif besar, dimana akan menggunakan penampang kawat yang relatif besar pula. Untuk sebaiknya kumparan statornya dibuat dalam bentuk jerat (spiral).

2. KUMPARAN MOTOR INDUKSI 3 FASE SISTEM DUA JALAN (DOUBLE LAYER) Bentuk kumparan dengan sistim dua jalan (double layer) mempunyai kelebihan bila dibanding dengan kumparan sistim satu jalan (single Layer). Salah satu kelebihannya adalah bahwa kepala kumparan stator menjadi tidak terlalu tebal dan mempunyai bentuk yang rapi, terutama untuk motor yang berdaya relatif besar. Hal tersebut dikarenakan selain jumlah belitannya banyak jiuga ukuran diameter kawatnya relatif besar. Berikut ini diberikan contoh yang menggambarkan suatu motor dengan kumparan dua jalan. CONTOH : 1. Suatu motor 3 fasa statornya mempunyai 24 alur, menghasilkan putaran 1500 RPM, pada frekuensi 50 Hertz, bentuk kumparan spiral. Buatlah skema belitan dan diagram bentangan dari stator tersebut dengan sistim dua jalan?

Penyelesaian : G = 24; m = 3; n = 1500 RPM f = 50 Hertz, maka : p =

60. f

/ n =

G

g = / G

/ 1500 = 2,

24 2.m.p = / 2 x 3 x 2

Yg = / 2

60 x 50

2.p =

24

= 2,

/ 2 x 2 = 6, 2

Yf = / 3 x Yg = / 3 x 6 = 4,


jadi jumlah pasang kutub = 2 jumlah alur/kutub/fasa = 2 langkah belitan = 6 (1 - 7) pergeseran fasa = 4 (1 - 5)

53


M argiono A bd.

Gambar: 4.9 di bawah ini merupakan skema belitan dari hasil perhitungan di atas.

Gambar: 4.9 Skema Belitan Kumparan Spiral Sistim 2 Jalan

Sedangkan Gambar: 4.10 berikut ini adalah diagram bentangan dari skema belitan gambar: 4.9. Kumparan sistem dua jalan (double layer) dimaksudkan bahwa dalam setiap alur ditempati dua buah sisi kumparan, satu sisi kumparan berada di atas, yang lain di bawahnya. Untuk memperjelas pemasangan kawat kumparan dan arah kutubnya pada system double layer dapat dilihat pada gambar: 4.10 di bawah ini.


54


M argiono A bd.

Gambar:4.10 Bentangan Kumparan Sistem 2 Jalan (p=2; g=2; Yg=6; Yf=4)

C. CARA MENGHITUNG JUMLAH KAWAT KUMPARAN MOTOR INDUKSI Untuk menghitung jumlah kawat dalam alur dan diameter kawat pada motor induksi 1 fasa dan 3 fasa (single layer) perlu diketahui : 1. Berapa arus yang mengalir ( dilihat dari plat name motor) 2. Berapa dayanya 3. Luas dari slot (alur) 4. Ketebalan prespan (lapis alur)

CARA I : Ukurlah celah bagian atas dan bagian bawah dari slot ( alur), kemudian ukur pula tinggi celah dari alur. a = lebar celah atas b = lebar celah bawah h = tinggi celah


55


M argiono A bd.

Contoh : Sebuah motor induksi tiga fasa memfunyai data arus 4,62 Ampere dengan ketebalan prespan 0,12 mm. besar celah atas 6mm, celah bawah 8 mm, dan tinggi 10mm. Tentukanlah berapa banyak lilitan yang dapat dimasukan dengan diameter kawat yang tersedia 0,7mm ( menurut daftar daya hantar kabel).

Penyelesaian : Diketahui :

a = 6mm b = 8mm h = 10mm

1. Cari luas alur seluruhnya : a+ b

6 + 8 xh =

x 10 = 70mm

2

2

2. Cari luas prespan : TEBAL PRESPAN x KELILING ALUR = 0,12 x ( a + b + 2x h ) = 0,12 x ( 6 + 8 + (2 x 10) = 4,08 mm 3. Cari luas efektif dari alur ( luas alur yang dapat dimasuki kawat) = Luas alur – luas prespan Luas efektif alur = 70mm – 4,08mm = 65,2 mm

4. Cari luas penampang kawat (Φ) I

(Φ)

= Angka Pembagi ( lihat tabel 4.1)

4,62 A (Φ )

=

= 1,32 mm 3,5


56


M argiono A bd.

TABEL 4.1 Kerapatan Arus

Angka Pembagi

1 – 3A

2,9

3 – 5A

3,5

5 – 8A

3,7

8 – 10 A

3,9

Luas efektif

65,2

5. Cari jumlah lilitan per Alurnya =

= Penampang kawat

1,32 = 49,39 lilit

Di bulatkan menjadi = 50 lilitan.

√4 x Φ Maka deameter kawat yang digunakan (dI) =

√ 4 x 1,32 =

π

3,14 = 1,296 mm

Jika kawat yang tersedia (d2) misalnya deameter 0,7 mm d1 Maka jumlah kawat pengganti =

x jumlah lilitan per alur d2 1,292

=

x 49 = 90,72 lilit 0,7

Dibulatkan menjadi = 91 lilitan.

CARA II : Ukurlah deamter (D) alur dan panjang (L) alur stator motor induksi (lihat gambar: 4.11) D = diameter alur stator L = Panjang alur stator


57


M argiono A bd.

Gambar: 4.11 Alur Stator

Contoh : Misalkan diketahui D = 8,9 cm, L = 8,8 cm, B = 5400 (kecepatan flux pada udara bebas per cm ), G = 24 alur, f = 50 Hz, N = 1410 rpm (bulatkan 1500 rpm) dan Daya output = 1,5 HP Penyelesaian : Jumlah kutub (P) = ( f x 120) / N = (50 x 120) / 1500 = 6000 / 1500 = 4 buah

π . D. L . β Total flux per kutub ( Φ) = P

3,14 x 8,9 x 8,8 x 5400

1327993,92

(Φ) =

= 4

4

= 331998,48 weber

Faktor Distribusi (Kd) = 0,966 (lihat tabel 4.2 cara mendapatkan kd). Z Jumlah alur per kutub

24

=

=

= 6

p

4 Z

Jumlah alur per kutub per fasa

=

= Px3


24 = 2 sisi 4x3

58


M argiono A bd.

TABEL 4.2 Alur perkutub

M (sisi)

Derajat listrik

Kd

3

1

60

1,000

6

2

30

0,966

9

3

21

0,960

12

4

15

0,958

15

5

12

0,957

18

6

10

0,956

21

7

7,5

0,955

Faktor Kepadatan ( Ke) = 1 ......................kumparan tidak diperpendek

8

10 Ef Belitan per fasa (Tf) = 4,44 x Φ x ke x kd x f

10 8 x 220 = 4,44 x 331998,48 x 1 x 0,966 x 50

8

10 x 220 =

= 308,99 lilitan 71197735

Jumlah lilitan 3 fasa = 308,99 x 3 = 926,97 lilit

926,97 Jumlah lilitan per alur

=

= 38,624 lilit = 39 lilit 24

Toleransi (penambahan) 10% = 39 + (39 x 10%) = 42,9 lilitan Dibulatkan menjadi 43 lilitan.


59


M argiono A bd.

D. CARA MENGHITUNG NILAI/KAPASITAS KAPASITOR MOTOR 1 FASA Kapasitor adalah komponen yang hanya dapat menyimpan dan memberikan energi yang terbatas yaitu sesuai dengan kapasitasnya, pada dasarnya kapasitor terdiri atas dua keping sejajar yang dipisahkan oleh medium dielektrik. Kapasitor pada sistem daya listrik menimbulkan daya reaktif untuk memperbaiki tegangan dan faktor daya, karenanya memasang atau menghubungkan kapasitor secara seri terhadap kumparan bantu (starting) motor induksi 1 fasa

jenis motor kapasitor

adalah untuk memperoleh beda phase antara arus lilitan/kumparan utama (running) dan arus lilitan/kumparan bantu (starting) yang lebih besar, sehingga dihasilkan cukup torsi untuk menggerakan rotor sangkar pada saat starting. Diusahakan beda

phasenya sebesar atau mendekati π/2 atau 90 derajat. Untuk menghitung besarnya nilai kapasitas kapasitor dapat digunakan rumus: C = Qc / V². ω

Dimana : C = Kapasitas kapasitor (Farad) Qc = Daya reaktif kapasitor (Var) V = Tegangan (Volt)

ω = 2πf Contoh : Sebuah motor induksi 1 fasa jenis motor kapsitor dengan daya

(P) 125 Watt,

tegangan (V) 220 Volt, faktor daya/kerja (Cos φ) 0,8. Maka ukuran atau nilai kapasitas kapasitor yang harus dipasang serie dengan kumparan bantu (starting) adalah sebesar :

P = V x I x Cos φ I = P / V x Cos φ = 125 / 220 x 0,8 = 125 / 176 = 0,71 Ampere Cos φ = 0,8  φ = Cos-1 0,8 = 36,87° Sin 36,87° = 0,6

Qc = V x I x Sin φ = 220 x 0,71 x 0,6 = 93,74 VAR C = Qc / V².ω = 93,75 /


220² x 314 = 93,74 / 15.197.600 = 6,16 μF dibulatkan 6 μF

60


M argiono A bd.

E. PERALATAN UNTUK MENGGULUNG ULANG KUMPARAN MOTOR INDUKSI

1. ALAT UKUR KELISTRIKAN Alat ukur yang digunakan untuk kegiatan menggulung ulang kumparan motor induksi antara lain yaitu : a. MULTIMETER Multitester digunakan untuk mengukur nilai tahanan atau mengecek kondisi kumparan motor induksi, apakah masih baik atau telah rusak. Setelah dipastikan kumparan motor induksi tersebut telah rusak barulah kita bongkar dan kita gulung ulang kumparan tersebut. Bentuk dan tipe multimeter sangat beragam dari yang sederhana sampai dengan yang multi fungsi dengan tingkat akurasi yang tinggi. Terdapat 2 macam tampilan dari multimeter yaitu multimeter analog dan multimeter digital yang dapat dilihat pada gambar: 4.12(a), sedangkan nama bagian-bagian dari multimeter baik yang analog maupun yang digital dapat dilihat pada gambar: 4.12(b) dan gambar: 4.12(c) di bawah ini.

Gambar: 4.12(a) Multimeter Analog dan Digital


61


M argiono A bd.

Gambar: 4.12(b) Nama Bagian Multimeter Analog

Nama Bagian-Bagian Multimeter Analog : 1. Terminal negatif untuk DC 2. Terminal untuk pengukuran tahanan 3. Terminal positif untuk DC 4. Terminal untuk pengukuran DC volt, AC volt dan arus 5. Cermin untuk pembacaan skala yang benar 6. Skala untuk pengukuran arus dan tegangan 7. Skala untuk tahanan 8. Data tahanan dalam meter 9. Batas ukur AC 10. Simbol arus yang diijinkan maksimum 5 A 11. Batas ukur arus DC 12. Pengatur skala nol pengukuran tahanan 13. Sakelar pemilih 14. Batas ukur tegangan DC


62


M argiono A bd.

15. Batas ukur tegangan AC 16. Tanda tes tegangan 3000 volt 17. Simbol! Bacalah buku petunjuk! 18. Simbol prinsip kerja meter 19. Simbol alat ukur 20. Skala untuk tegangan AC dan arus 21. Skala untuk tegangan DC dan arus

Gambar: 4.12(c) Nama Bagian Multimeter Digital

Nama Bagian-Bagian Multimeter Digital : 1. Terminal negatif untuk DCvolt 2. Terminal positif untuk DCvolt 3. Display 4. Data meter 5. Batas ukur arus meter AC 6. Batas ukur arus meter DC


63


M argiono A bd.

7. Batas ukur tahanan 8. Batas ukur tegangan DC 9. Batas ukur tegangan AC 10. Test baterai 11. Sakelar pemilih 12. Sambungan ke sumber utama 13. Terminal untuk arus DC 10A

b. TANG AMPERE Tang ampere digunakan untuk mengetahui besarnya nilai arus yang mengalir ke kumparan motor induksi apakah masih normal sesuai dengan nameplate yang tertera pada motor induksi tersebut. Jika sesuai berarti kumparan motor masih dalam kondisi baik dan jika tidak sesuai berarti kumparan motor telah rusak sehingga harus kita gulung ulang. Untuk lebih jelasnya bentuk fisik tang ampere dapat dilihat pada gambar: 4.13 di bawah ini.

Gambar: 4.13 Tang Ampere

c. MEGGER Megger digunakan untuk mengetahui kondisi isolasi kawat kumparan yang biasa disebut kawat email apakah masih baik ataukah telah rusak. Jika masih baik jarum megger akan menunjuk tak terhingga dan jika telah rusak jarum megger akan menunjuk angka nol, yang berarti terjadi hubung singkat. Sehingga harus kita gulung ulang kumparan motor terrsebut. Untuk lebih jelasnya bentuk fisik dari megger dapat dilihat pada gambar: 4.14 berikut ini.


64


M argiono A bd.

Gambar: 4.14 Megger 2. ALAT UKUR MEKANIK a. MIKROMETER Mikrometer digunakan untuk mengatahui ukuran kawat email yang akan digunakan untuk menggulung ulang kumparan motor induksi yang akan kita lakukan. Untuk mendapatkan kumparan yang baik ukuran kawat email yang digunakan untuk menggulung ulang harus sesuai dengan ukuran kawat email kumparan aslinya atau sesuai dengan perhitungan atau perencanaan yang telah dilakukan sebelumnya. Bentuk fisik mikrometer dapat dilihat pada gambar: 4.15 berikut ini.

Gambar: 4.15 Mikrometer


65


M argiono A bd.

b. TACHOMETER Tachometer digunakan untuk mengetahui putaran motor induksi yang akan diperbaiki, apakah putarannya masih normal sesuai dengan putaran yang tertera pada nameplate motor ataukah sudah jauh menurun. Jika masih sesuai berarti motor masih dalam kondisi baik, tapi jika sudah jauh menurun berarti motor dalam kondisi kurang baik. Bentuk fisik tachometer dapat dilihat pada gambar: 4.16 berikut ini.

Gambar: 4.16 Tachometer

c. TIMBANGAN Timbangan digunakan untuk menimbang berat seluruh kawat email yang akan kita gunakan untuk menggulung ulang. Untuk menghasilkan kumparan yang baik berat kawat email tersebut harus sama dengan berat kawat email pada kumparan aslinya sewaktu kita membongkar kumparan motor induksi yang telah rusak. Timbangan ini banyak macamnya ada yang analog maupun digital, sebagai contoh timbangan yang penulis gunakan adalah seperti ditunjukkan pada gambar: 4.17 berikut ini.


66


M argiono A bd.

Gambar:4.17 Timbangan

3. PERALATAN PENDUKUNG a. KUNCI-KUNCI DAN TOOLSET Kunci-kunci dan toolset digunakan untuk membuka tutup motor induksi dan membongkar kumparan yang telah rusak. Kunci-kunci tersebut seperti kunci pas, kunci ring, kunci inggris (spana), kunci L dan kunci shock berbagai macam ukuran. Sedangkan toolset meliputi obeng, tespen, tang,cutter dsb. Untuk lebih jelasnya pealatan tersebut dapat dilihat pada gambar: 4.18 berikut ini.

Gambar: 4.18 (a) Macam-Macam Kunci


67


M argiono A bd.

Gambar: 4.18 (b) Toolset

b. TRECKER Trecker digunakan untuk membuka atau menarik bearing yang terpasang pada as rotor agar rotor motor induksi dapat dikeluarkan, sehingga kumparan statornya dapat kita bongkar dan kita gulung ulang. Trecker ada yang mempunyai 2 kaki dan ada yang mempunyai 3 kaki, bentuk fisik dapat dapat dilihat pada gambar: 4.19 berikut ini.

Gambar: 4.19 Trecker 2 kaki dan 3 kaki


68


M argiono A bd.

c. ALAT PENGGULUNG DAN MAL GULUNGAN Alat penggulung digunakan untuk menggulung kawat email agar menjadi lilitan (kumparan) sekaligus dapat diketahui jumlah lilitannya. Sedangkan mal gulungan digunakan untuk mencetak besar kecilnya ukuran kepala lilitan (kumparan) agar bisa dimasukkan ke dalam alur-alur stator sesuai dengan yang telah direncanakan. Untuk mendapatkan kumparan yang baik jumlah lilitan dan ukuran kepala lilitan (kumparan) harus sesuai dengan kumparan aslinya atau sesuai dengan yang telah direncanakan. Bentuk fisik alat penggulung ditunjukkan pada gambar: 4.20a dan sebagai contoh bentuk mal gulungan ditunjukkan pada gambar: 4.20b sedangkan bentuk fisik alat penggulung dan mal gulungan jenis yang lain ditunjukkan pada gambar: 4.20c.

Gambar: 4.20 (a) Alat Penggulung


69


M argiono A bd.

Gambar: 4.20 (b) Mal Gulungan

Gambar: 4.20 (c) Alat Penggulung dan Mal Gulungan Jenis Lain


70


M argiono A bd.

F. BAHAN-BAHAN UNTUK MENGGULUNG ULANG KUMPARAN MOTOR INDUKSI

1. PRESPAN Prespan digunakan untuk melapisi alur-alur stator sebelum diisi kawat kumparan, hal ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya hubung singkat antara kawat kumparan dengan bodi stator motor jika terdapat lapisan kawat email yang lecet. Prespan yang ada dipasaran terdapat dua jenis yaitu ada yang terbuat dari kertas dan ada yang terbuat dari plastik mika dengan berbagai ukuran ketebalannya, tapi yang lebih baik adalah prespan yang terbuat dari plastik mika karena tahan terhadap panas yang tinggi. Pada gambar: 4.21 ditunjukkan prespan baik yang terbuat dari kertas maupun yang terbuat dari plastik mika.

Gambar: 4.21 Prespan

2. KAWAT EMAIL Kawat email adalah kawat yang terbuat dari tembaga yang dilapisi dengan isolasi vernis (sirlak), kawat ini digunakan untuk membuat gulungan (kumparan) yang akan dimasukkan ke dalam alur-alur stator motor induksi. Di pasaran kawat email tersedia dengan berbagai merk dan ukuran deameternya. Sebagai contoh di sini ditunjukkan gambar kawat email merk ”Supreme” dengan berbagai ukuran dan juga bentuk kumparan yang telah dibuat (lihat gambar: 4.22).


71


M argiono A bd.

Gambar: 4.22 (a) Kawat Email

Gambar: 4.22 (b) Bentuk Kumparan

3. BAHAN-BAHAN PENDUKUNG Bahan-bahan pendukung yang dimaksud di sini adalah bahan-bahan yang digunakan untuk memperkuat kumparan yang telah dimasukkan ke dalam alur-alur stator motor induksi agar lebih padat, kokoh, tahan goresan dan tahan panas. Bahan-bahan tersebut antara lain yaitu : a. TALI RAMI, digunakan untuk mengikat kumparan yang telah dimasukkan ke dalam alur-alur motor induksi. Tali rami ini terbuat dari benang nilon, untuk lebih jelasnya fisik dari tali rami dapat dilihat pada gambar: 4.23 di bawah ini.


72


M argiono A bd.

Gambar: 4.23 Tali rami

b. PASAK, digunakan untuk memasak alur-alur stator motor induksi yang telah dimasuki kumparan, agar kawat kumparan tidak keluar dari alurnya. Pasak ini bisa dibuat dari kayu, bambu dan plastik mika, bentuk fisik pasak dapat dilihat pada gambar: 4.24 berikut ini.

Gambar: 4.24 (a) Pasak Kayu

Gambar: 4.24 (b) Pasak Bambu


73


M argiono A bd.

Gambar: 4.24 (c) Pasak Plastik Mika

c. VERNISH ATAU MINYAK LAK, digunakan untuk melapisi kumparan yang telah dimasukkan ke dalam alur-alur stator motor induksi, agar lebih padat dan tebal lapisan isolasinya. Vernish atau minyak lak ini sudah tersedia di pasaran dalam kemasan kaleng atau botol, jadi kita tinggal membelinya. Tapi jika kita ingin membuat sendiri bisa dibuat bahan sirlak yang direndam dalam spiritus dan didiamkan sampai sirlak tersebut larut dan mengental. Untuk lebih jelasnya bentuk fisik vernish atau minyak lak dalam kemasan botol dapat dilihat pada gambar:4.25 berikut ini.

Gambar 4.25 (a) Minyak Lak Dalam Kemasan Kaleng


74


M argiono A bd.

Gambar: 4.25 (b) Minyak Lak Dalam Kemasan Botol

Penggunaan bahan-bahan pendukung tersebut yaitu tali rami, pasak bambu dan minyak lak pada kumparan yang telah terpasang pada alur-alur stator motor induksi dapat ditunjukkan pada gambar: 4.26 di bawah ini.

Gambar: 4.26 Kumparan Stator Yang Telah Terpasang


75


M argiono A bd.

G. LANGKAH MENGGULUNG ULANG KUMPARAN MOTOR INDUKSI 1. MEMBONGKAR/MELEPAS KUMPARAN STATOR Sebelum motor induksi dibongkar hal penting yang harus dilakukan adalah mencatat data motor. Semua data yang telah dicaatat tersebut untuk mempermudah pelaksanaan menggulung ulang kumparan stator tanpa banyak kehilangan waktu. Data yang paling penting tersebut antar a lain adalah : -

Data pada nameplate motor

-

Jumlah alur

-

Jumlah kumparan

-

Tipe hubungan

-

Jumlah lilitan per kumparan

-

Ukuran dan jenis kawat kumparan

-

Lebar kumparan

-

Jenis dan klas isolasi

Sedangkan hal-hal yang tidak boleh dilakukan dalam melepaskan kumparan stator antara lain adalah: -

Jangan menggunakan api saat membongkar kumparan dari inti stator atau membakarnya, hal ini akan mengakibatkan hubung singkat pada laminasi inti stator. Jika terpaksa harus dengan cara membakar, pemanasan tidak boleh lebih dari 360° C.

-

Jangan menggerinda atau mengikir inti besi stator, hal ini akan mengakibatkan hubung singkat pada laminasi inti stator.

-

Jangan memperbesar airgap (celah udara) dari inti besi stator, hal ini akan menyebabkan arus magnetisasi bertambah besar dan berakibat memperbesar kerugian daya.

-

Jangan mem-sandblast inti besi stator.

Hal-hal tersebut diatas akan menyebabkan efisiensi dari motor induksi menurun setelah digulung ulang. Sebaiknya untuk melepas kumparan dari aluralur statornya, langkah-langkah yang harus dilakukan adalah sebagai berikut : a. Membongkar/Melepaskan rotor dari rumah stator (lihat gambar: 4.27a)


76


M argiono A bd.

Gambar: 4.27a Membongkar Motor b. Melepaskan tali ikatan pada masing-masing kepala kumparan (lihat gambar: 4.27b).

Gambar: 4.27b Melepas Tali Ikatan

c. Memotong kepala kumparan pada salah satu s isi atau keduanya dengan menggunakan tang potong, pahat, gergaji atau air chisel (gambar: 4.27c)


77


M argiono A bd.

Gambar: 4.27c Memotong Kepala Kumparan

d. Menyisakan masing-masing kelompok kumparan utama dan kumparan bantu sebagai contoh atau untuk diukur deameternya dengan menggunakan micrometer (lihat gambar 4.27d).

Gambar 4.27d Mengukur Deameter Kawat Email

e. Melepas semua pasak dari dalam alur stator dengan menggunakan pendorong dari bamboo/kayu dan palu atau dengan menggunakan gergaji tangan (lihat gambar 4.27e).


78


M argiono A bd.

Gambar: 4.27e Melepas Pasak

f. Mengeluarkan seluruh kawat kumparan dari alu-alur stator dengan cara menariknya menggunakan tang kombinasi atau tang lancip atau yang sejenisnya (lihat gambar 4.27f).

Gambar 4.27f Mengelurkan Kawat Kumparan g. Sesudah semua kawat selesai dikeluarkan, selanjutnya bersihkan semua alur dari bekas potongan kawat atau kotoran lainnya. h. Amati semua alur dan inti motor secara seksama, kalau ada yang rusak atau renggang lakukan perbaikan. Karena apabila alur atau inti motor rusak, maka motor tidak akan beroperasi secara baik, misalnya kerugian


79


M argiono A bd.

pada inti menjadi naik atau saat motor beroperasi terdengar suara berdengung.

2. MELAPISI ALUR DENGAN PRESPAN Sebelum melilitkan kumparan pada alur stator motor, alur terlebih dahulu harus diberi kertas atau plastik penyekat (prespan) yang berfungsi sebagai isolasi antara kawat dengan permukaan alur. Adapun langkahlangkahnya sebagai berikut : a.

Mempersiapkan bahan-bahan untuk isolasi alur-alur stator seperti yang telah ditetapkan.

b. Ukur panjang alur dan dalamnya alur, sebelum kertas dipotong untuk panjangnya tambahkan ± 1cm dengan tujuan untuk dilipat pada kedua ujung stator, sehingga saat kawat ditekuk tidak mengenai inti stator. c.

Mengerjakan isolasi-isolasi yang akan digunakan sesuai dengan ukuran dan jumlah alur-alu stator.

d.

Membersihkan seluruh alur stator dari kotoran dengan menggunakan sikat kawat halus atau kertas pasir.

e.

Membersihkan kembali dan yakinkan kebersihan alur stator dengan mencucinya menggunakan bensin atau t hinner.

f.

Memasukkan/melapisi alur-alur stator dengan isolasi prespan yang telah dipersiapkan secara rapih dengan posisi yang benar.

Gambar 4.28a Cara melapis alur dengan prespan


80


M argiono A bd.

Gambar 4.28b Alur-alur motor yang telah dilapisi dengan prespan

3. MEMBUAT MAL DAN MENGGULUNG KUMPARAN Untuk membuat kumparan sebuah motor induksi dapat dilakukan dengan cara langsung, menggunakan mal dan lilitan pintal. a. Melilit Kumparan Secara langsung Keuntungan proses melilit secara langsung adalah tidak ada sambungan diantara kumparan, melilit dimulai dari ukuran kumparan yang paling kecil ke kumparan yang paling besar (lihat gambar 4.29a). b. Melilit Kumparan Menggunakan Mal Untuk melilit kumparan dengan menggunakan mal dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1) Ukur panjang dan lebar kumparan yang akan dililit. 2) Mempersiapkan mal sesuai dengan ukuran kumparan-kumparan. 3) Melakukan penggulungan kumparn-kumparan dengan jumlah lilitan dan deameter kawat sesuai aslinya atau sesuai dengan hasil perhitungan (lihat gambar 4.29b).


81


M argiono A bd.

4) Setelah selesai, ikat kumparan dengan menggunakan tali, kemudian lepaskan dari malnya untuk selanjutnya dimasukan ke dalam alur motor.

Gambar 4.29a Melilit kumparan secara langsung

Gambar: 4.29b Menggulung kumparan menggunakan mal

c. Melilit Kumparan Secara Pintal Melilit kumparan secara pintal pada dasarnya hampir sama dengan menggunakan mal, namun dalam hal ini tidak menggunakan mal tetapi


82


M argiono A bd.

hanya menggunakan 4 buah paku yang ditancapkan pada sebuah papan kayu atau triplek (lihat gambar 4.29c)

Gambar 4.29c Melilit kumparan secara pintal

4. MEMASANG KUMPARAN PADA ALUR STATOR Setelah kumparan jadi, tahap selanjutnya adalah memasukan kumparankumparan tersebut kedalam alur stator. Proses ini harus dilakukan secara hatihati jangan sampai isolasi kawat terkelupas/tergores yang bisa mengakibatkan terjadinya hubung singkat antar kumparan atau kumparan ke inti stator. Untuk mempermudah masuknya belitan kedalam alur stator digunakan stik terbuat dari mika atau kayu/bambu yang diruncingkan pada salah satu ujungnya. Gambar 4.30a menunjukkan contoh stik berbentuk persegi panjang yang runcing pada salah satu ujungnya yang digunakan menekan belitan agar lebih mudah dan cepat masuk ke dalam alur stator.

Gambar 4.30a Stik untuk memasukan belitan pada alur motor


83


M argiono A bd.

Adapun langkah-langkah memasukan belitan ke dalam alur-alur motor dapat dijelaskan sebagai berikut : a. Menyiapkan

semua

piranti/perlengkapan

yang

diperlukan

untuk

memasang/memasukkan kumparan ke dalam alur-alur stator. b. Memasukan kumparan-kumparan ke dalam alur-alur stator mulailah dari kumparan yang paling kecil (gambar 4.30b)

Gambar 4.30b Memasukkan kumparan kedalam alur stator

c. Melipat dan memasukan ujung-ujung isolasi alur stator kedalam alur stator dengan menggunakan stick pendorong dari isoglas atau bambu, untuk setiap sisi-sisi kumparan yang telah masuk kedalam alur ststor (lihat gambar 4.30c). d. Mengencangkan posisi kumparan dengan pasak di atas dan melipat ujungujung isolasi alur, agar kumparan tersebut keluar dari dalam. e. Merapikan kepala kumparan dengan sedikit menekan/memukulnya dengan palu plastik/karet, dalam rangka untuk memudahkan proses masuknya belitan lain, maka setiap belitan yang telah berhasil masuk ke dalam alur stator ditata/dirapikan terlebih dahulu.


84


M argiono A bd.

Gambar 4.30c Menutup kumparan dengan prespan at au pasak

f. Melakukan penyambungan terhadap kelompok-kelompok kumparan untuk kumparan utama dan kumparan bantu sesuai dengan diagram bentangan yang berfungsi untuk menghubungkan antar kelompok belitan sehingga menjadi satu hubungan secara lengkap dan sesuai dengan tujuan atau spesifikasi motor induksi. g. Menguatkan

setiap

sambungan

kelompok

kumparan

dengan

cara

menyolder. h. Menutup/melindungi setiap sambungan kumparan dengan selongsong kabel, yang telah dipasang sebelum melakukan penyolderan. i.

Melapisi untuk setiap penyilangan kepala kumparan dengan kertas prespan untuk mencegah terjadinya hubung singkat antar phasa dan antar kelompok kumparan.

j.

Merapikan kembali kepala-kepala kumparan dengan cara mengikatnya dengan tali rami, agar tidak terjadi pergerakan dan kontak mekanis antara stator dengan kumparan juga berfungsi untuk mempemudah pengaturan


85


M argiono A bd.

kepala belitan agar tidak mengganggu proses masuknya rotor ke dalam stator (gambar 4.30d).

Gambar 4.30d Bentuk belitan yang telah diikat dengan tali rami

k. Memasang/menyambung ujung-ujung kumparan utama, kumparan bantu dan kapasitor dengan kabel montase untuk pemasangan ke kotak terminal (untuk motor induksi 1 fasa). l.

Memasang/menyambung ujung-ujung ketiga kumparan pada kotak terminal (untuk motor induksi 3 fasa).


86


M argiono A bd.

BAB V MENGETES/MENGUJI COBA KUMPARAN MOTOR LISTRIK ARUS BOLAK BALIK HASIL GULUNGAN ULANG A. MENGUKUR NILAI TAHANAN KUMPARAN MOTOR INDUKSI Tujuan pengukuran nilai resitansi kumparan adalah untuk mengetahui nilai resitansi kumparan pada setiap kelompok, apakah nilainya seimbang atau mendekati sama dari kedua kelompok (motor 1 fasa) atau ketiga kelompok (motor 3 fasa), serta untuk mengetahui apakah ada bagian yang terputus pada sambungan atau sambungan kurang sempurna. Untuk memeriksa apakah ada sambungan terputus atau kurang sempurna dapat dilakukan pengukuran dengan menggunakan alat Multimeter dengan posisi selektor pada Ohmmeter. Pada motor induksi 1 fasa, nilai tahanan kumparan utama (running winding) ditentukan dengan rumus : R = ( ρ . L) / A dimana :

R = tahanan kawat email

Ρ = tahanan jenis (tembaga = 0,0175) L = panjang kawat A = luas penampang kawat Dari rumus tersebut dapat diketahui nilai tahanan kumparan utama lebih kecil daripada kumparan bantu, karena penampangnya lebih besar. Hal ini untuk pedo man pengetesan maupun untuk menentukan sambungan. Perlu diingat bahwa nilai tahanan kumparan motor kecil sehingga dipergunakan ohmmeter skala kecil. Pada motor induksi 3 fasa, nilai tahanan ketiga kumparan harus sama, karena kumparannya digulung dengan perhitungan yang sama dan simetris. Hal ini digunakan sebagai pedoman pengetesan setelah kumparan selesai digulung ulang. Hal-hal pokok yang perlu dimonitor atau dicatat pada saat start selama pengetesan/pengujian motor induksi hasil gulungan ulang brlangsung setiap setengan jam atau periode waktu tertentu antara lain adalah :


-

Suhu ruangan

-

Suhu bearing

-

Suhu kumparan

-

Vibrasi (getaran)

-

Arus start

87


-

Arus setiap fasa

-

Tegangan fasa

-

Arus tanpa beban

-

Arus dengan beban penuh

M argiono A bd.

Langkah-langkah yang harus dilakukan untuk mengukur nilai kumparan motor induksi dengan menggunakan multitester adalah sebagai berikut : 1. MENGUKUR NILAI TAHANAN KUMPARAN MOTOR KAPASITOR DENGAN 3 TERMINAL a.

Persiapkanlah alat ukur yang diperlukan!

b.

Tentukanlah saklar pemilih pada posisi ohmmeter dengan batas ukur x1 (BU terkecil).

c.

Ukurlah ujung kabel motor 1-2, 2-3, dan 1-3, catatlah hasilnya!

d.

Tentukanlah ujung-ujung kumparan sebagai C, S dan R. apabila hasilnya dapat dipergunakan untuk menentukan ketiga ujung maka kondisi kumparan terbalik. Nilai tahanan C-R (tahanan utama) kecil, nilai tahanan C-S (tahanan bantu) lebih besar dan nilai t ahanan R-S = C-R + C-S.

Gambar: 5.1 Mengukur Nilai Tahanan Kumparan Motor Kapasitor 3 Terminal

2. MENGUKUR NILAI TAHANAN KUMPARAN MOTOR INDUKSI 3 FASE a.

Persiapkanlah alat ukur yang diperlukan!

b.

Tentukanlah sakelar pemilih pada posisi ohmmeter dengan batas ukur x1 (BU terkecil).


88


c.

M argiono A bd.

Ukurlah ujung kabel U-X, V-Y dan W-Z kemudian catatlah hasilnya. Apabila ketiga kumparan motor nilai tahanannya seimbang maka hasil menggulung terbalik. Nilai tahanan U-X = V-Y = W-Z.

Gambar : 5.2 (a) Mengukur Nilai Tahanan Pada Ter minal Motor 3 Fasa

Gambar: 5.2 (b) Mengukur Nilai Tahanan Kumparan Motor 3 Fasa

3. MENGUKUR TAHANAN ISOLASI KUMPARANMOTOR INDUKSI Tujuan pengukuran tahanan isolasi kumparan adalah untuk mengetahui nilai tahanan isolasi kumparan. Selain itu juga untuk memeriksa apakah terjadi hubung singkat antara kelompok kumparan (phasa) dengan grounding (body), dan hubung singkat antar kelompok kumparan (phasa) dengan kelompok kumparan (phasa) yang lain.


89


M argiono A bd.

Semakin tinggi nilai tahanan isolasi, maka semakin baik kualitas dari kumparan ditinjau dari nilai tahanan isolasi dan jika tahanan isolasi terlalu kecil maka perlu dilakukan pengecekan ulang atau diperbaiki. Demikian pula jika terjadi hubung singkat baik antar kelompok (phasa) maupun antara kelompok (phasa) dengan body. Pengukuran tahanan isolasi kumparan meliputi : a.

Pengukuran tahanan isolasi antara kelompok kumparan pada motor 1 fasa (U-V atau U-Y dan V-X).

b.

Pengukuran tahan isolasi kumparan antar phasa pada motor 3 fasa (U-V,VW, dan WU).

c.

Pengukuran tahanan isolasi kumparan antara phasa dengan ground (U-G,VG,dan W-G).

Adapun pengukuran tahanan isolasi kumparan motor induksi dapat menggunakan alat ukur “Megger” dengan langkah-langkah sebagai berikut : a. b.

Persiapkanlah alat dan bahan yang diperlukan! Hubungkanlah ujung-ujung kabel megger dengan ujung kumparan dan bodi motor.

c.

Putarlah engkol/alat pemutar megger dengan cepat dan catatlah hasilnya!

d.

Ulangilah langkah 3 dengan memindahkan ujung kumparan yang lain. Apabila hasil pengukuran dalam batas mega ohm, kumparan dalam keadaan baik.

Gambar: 5.3 (a) Mengukur Nilai Tahanan Isolasi Pada Ter minal Motor


90


M argiono A bd.

Gambar: 5.3 (b) Mengukur Nilai Tahanan Isolasi Pada ku mparan Motor

4. MELAKUKAN TES SURGE Tes Surge adalah tes perbandingan antar kelompok kumparan (phasa) motor. Perbandingan tersebut berupa gelombang sinusoida antara 2 phasa yang berlainan. Tes surge dapat dikatakan hasilnya baik jika 2 gelombang sinusoida antara 2 phasa saling berhimpit dan sebaliknya tes surge dinyatakan jelek jika 2 gelombang sinusoida antara 2 phasa tidak saling berhimpitan. Tes surge dapat dilakukan menggunakan osiloscop (CRO) dengan langkah-langkah sebagai berikut : a.

Ujung-ujung kumparan pada terminal motor induksi 3 fasa dihubung bintang (Z, X dan Y dihungkan jadi satu).

b.

Terminal motor (U, V dan W) di hubungkan pada 3 buah kabel keluar dari osiloskop (merah) dan kabel hitam dari osiloskop (hitam) dihubungkan dengan body stator .

5. MELAKUKAN TES KUTUB Tujuan tes kutub adalah untuk mengetahui benar tidaknya sambungan kumparan, sehingga jumlah kutub yang timbul sesuai dengan yang diinginkan atau tidak saling melawan. Tes kutub dapat dilakukan dengan menggunakan kompas. Hasil tes kutub dikatakan baik, jika jarum pada kompas menunjuk arah kutub utara dan selatan secara bergantian sesuai dengan jumlah kutub belitan motor yang telah ditentukan. Cara pemeriksaan kutub adalah sebagai berikut :


91


a.

M argiono A bd.

Ujung-ujung kumparan pada terminal pada motor induksi 3 fasa dihubung bintang (Z, X dan Y dihubungkan jadi satu).

b.

Terminal motor (U, V dan W) diambil 2 phasa diantara 3 phasa dan diinjeksi dengan tegangan DC.

c.

Kompas digerakkan searah jarum jam dan didekatkan di atas kepala kumparan, maka kompas bergerak sesuai dengan kutub yang timbul pada belitan stator.

B. MENGELAK (MEMVERNIS) KUMPARAN MOTOR INDUKSI Pengelakan atau pemvernisan merupakan proses pelapisan kumparan dengan cairan lekat yang bertujuan untuk menambah nilai tahanan isolasi kumparan dan penahan pergerakan kumparan.

Cara

yang digunakan dalam

pengelakan/

pemvernisan meliputi pencelupan untuk motor induksi kecil dan penyiraman untuk motor induksi besar yang dilakukan minimal 2 kali. Pada pekerjaan pengelakan/pemvernisan yang perlu diperhatikan adalah sifatsifat

dari

lak

atau

vernis

yang

dipergunakan.

Kegunaan

dari

proses

mengelak/memvernis adalah agar kumparan menjadi menyatu dan mengeras. Disamping itu, dengan lapisan lak kumparan menjadi terlindung dari goresan maupun gesekan. Dengan pekerjaan pengelakan ini sifat tahanan isolasi harus dipertahankan dan bagian yang lemah menjadi tertutup dan tetap aman. Kertas isolasi yang dipergunakan untuk pelapisan/pengelakan pada motor-motor induksi terdiri dari beberapa macam yaitu kertas kraft, kain mengkilat berpernis, fiber (serat), dan lapisan tipis (film) polyester. Berikut ini tabel-tabel yang berhubungan dengan pekerjaan pengelakan kawat email dengan lak. Tabel:5.1 Tipe-tipe Tabung Bervernis Tipe

Kode

Kegunaan

pernis 1

VS-1

Isolasi umum

2

VS-2

Membran pernis tipis dan masih tetap luwes/fleksibilitas tinggi walaupun dalam suhu panas

3


VS-3

Warna terang dan tidak sesuai untuk penggunaan dalam

92


M argiono A bd.

suhu tinggi VS-4

4

Sesuai untuk penggunaan dalam suhu t inggi

Tabel:5.2 Tipe Pelapisan Vernis Tipe

Kode

Warna

Lama pengeringan

Kegunaan

Pengeringan

W10

Hitam

Kurang dari 5 jam

Tahan oli, mencegah

pada suhu normal

karat

alami lapisan

pada

peralatan

listrik

akhir Pengeringan

W23

Kuning

Kurang dari 24

Pelapisan kumparan

sawo

jam pada suhu

untuk lubang peralatan

normal

listrik besar dan diisi

alami lapisan kumparan

oli

Pengeringan

W25

Hitam

kumpatan

Kurang dari 3 jam

Pelapisan kumparan

pada suhu 105°C

untuk lubang peralatan

dengan

listrik kecil dan tidak

pemanasan

diisi oli W28

Kuning

Pelapisan kumparan

sawo

untuk lubang peralatan listrik besar dan diisi oli

W125

Hitam

Pelapisan kumparan untuk peralatan listrik tipe E tanpa diisi oli

W128

Kuning sawo

Kurang dari 3 jam

Pelapisan kumparan

pada suhu 120°C

untuk peralatan listrik tipe E diisi oli

Tabel:5.3 Tipe Isolasi dan Suhu Maksimum Isolasi

Suhu maksimum

Komposisi

yang diijinkan


93


Y

90°C

M argiono A bd.

Serat pabrik (buatan), sutera dan bahan-bahan kertas, tanta pernis atau bahan-bahan yang tidak menyerap oli.

A

105°C

Serat pabrik, sutera dan kertas dengan pernis atau bahan-bahan lain yang menyerap oli.

E

120°C

Bahan-bahan polyethylene yang biasanya digunakan untuk membuat film.

B

130°C

Mica, asbestors, fiberglas dan campuran (cement).

F

155°C

Mica, asbestors, fiberglas dan campuran silikon alkidresin.

H

180°C

Mica,

asbestors,

fiberglas

yang

dipergunakan

bersama silikonresin termasuk didalamnya kotak dimana bahan yang dipergunakan hanya plastik atau silikonresin padat dan bahan-bahan setara C

Diatas 180°C

Mica mentah, asbestors fiberglas dan campuran (cement).

Langkah-langkah yang dilakukan untuk pengelakan kumparan yang telah terpasang pada alur-alur stator motor induksi adalah sebagai berikut : 1. Siapkanlah alat dan bahan yang diperlukan! 2. Isolasilah kumparan stator dengan lak penyekat dengan menggunakan canting! 3. Ratakanlah lak dengan menggunakan kuas! 4. Panaskanlah stator pada suhu 90°C –95°C dalam oven pengering selama 10-20 jam! 5. Celupkanlah seluruh lapisan stator kedalam tabung vernis selama dalam keadaan panas, sampai gelembung udara berhenti keluar dari gulungan! 6. Angkatlah stator dari tangki dan biarkanlah ker ing sendiri! 7. Keringkanlah stator tersebut selama 15-20 jam pada suhu 100°C-120°C! 8. Buanglah vernis yang berlebihan dengan menggunakan kertas amplas halus! 9. Merakit kembali motor dengan memasang kembali seluruh komponen pada posisi semula 10. Meyakinkan bahwa motor telah benar-benar siap dicoba.


94


M argiono A bd.

C. MENGOVEN KUMPARAN MOTOR INDUKSI Setelah melakukan pengelakan atau pemvernisan kumparan motor induksi yang telah digulung ulang proses selanjutnya adalah melakukan pengovenan. Proses pengovenan tersebut minimal dilakukan sebanyak 2 kali, pada pengovenan yang pertama merupakan proses untuk pemanasan stator motor induksi dengan tujuan supaya vernis yang digunakan mudah meresap ke dalam sela-sela belitan stator. Pengovenan yang pertama ini dilakukan kurang lebih selama 30 menit dengan suhu antara 150° s/d 180° C. Sedangkan proses pengovenan yang kedua dilakukan dengan tujuan untuk mengeraskan kumparan stator setelah divernis yang berlangsung kurang lebih selama 4 s/d 6 jam dengan suhu antara 150° s/d 180° C. Selanjutnya adalah proses cleaning yang merupakan proses untuk membersihkan stator dari sisa-sisa vernis

setelah melalui pengovenan tahap kedua dan sebelu m dirakit kembali.

D. MENGUJI COBA MOTOR INDUKSI HASIL GULUNGAN ULANG 1. PENGUKURAN ARUS Arus listrik akan mengalir jika terjadi rangkaian tertutup dan terjadi perbedaan tegangan antara 2 ujung hantaran. Perbedaan tegangan ini dinyatakan dengan E. Besarnya arus yang mengalir tergantung dari nilai tahanan (beban) dan perbedaan tegangan. Besarnya arus dapat diukur dengan alat pengukur arus yaitu amperemeter dan tang ampere. Amperemeter harus dihubungkan seri seperti pada Gambar: 5.4, sehingga arus yang mengalir pada beban sama dengan arus yang mengalir pada alat ukur. Agar tegangan jatuh tidak berpengaruh terhadap arus yang mengalir maka tahanan dalam amperemeter sangat kecil.

Gambar: 5.4 Cara Mengukur Arus Listrik Dengan Amperemeter


95


M argiono A bd.

Tahanan dalam (Rd) kecil dan dalam alat ukur amperemeter mengalir arus I, maka tegangan jatuh pada alat ukur tersebut adalah : Ed = I . Rd

jadi untuk

Eb = E – Ed

Apabila Rd besar maka tegangan jatuh Ed akan semakin besar sehingga tegangan beban Eb menjadi berkurang. Disamping itu dengan Rd yang besar maka panas yang ditimbulkan akan meningkat bila arus meningkat.

2. PENGUKURAN TEGANGAN Sebagai alat pengukur tegangan dipergunakan voltmeter. Pada dasarnya voltmeter dan amperemeter itu sama, sebab untuk simpangan penunjuknya berdasarkan arus yang mengalir pada pesawatnya. Perbedaanya terletak pada cara penyambungannya dimana voltmeter dihubungkan pararel (lihat gambar: 5.5), sedangkan amperemeter dihubungkan seri (lihat gambar: 5.4) dengan beban yang akan diukur.

Gambar: 5.5 Cara Mengukur Tegangan Listrik Dengan Voltmeter

Voltmeter harus mempunyai tahanan dalam yang besar supaya tidak menarik arus yang besar. Hal ini karena dapat menyebabkan turunnya tegangan sumber dan menyebabkan kerugian tegangan tambahan pada penghantar. Pada kenyataannya, voltmeter tidak mempunyai tahanan dalam yang cukup besar sehingga untuk memenuhi fungsinya sebagai voltmeter yang baik ditambahkan suatu tahanan yang disebut tahanan seri.


96


M argiono A bd.

Pemasangan tahanan seri pada voltmeter dimaksudkan untuk : a. Memperluas daerah pengukuran b. Membatasi arus yang lebih tinggi dari tegangan yang telah dipersiapkan bagi voltmeter, sehingga arus hanya dipergunakan untuk menyimpangkan penunjuknya saja. c. Mencegah kenaikan suhu Apabila voltmeter itu mengalirkan arus maka akan meningkatkan kenaikan suhu

sehingga

menyebabkan

harga

tahanan

bertambah.

Hal

ini

mengakibatkan arus yang diperoleh pada suatu tegangan tertentu menjadi berkurang yang mengakibatkan terjadi kesalahan penunjukan.

Mengingat tahanan seri tidak hanya untuk keperluan perluasan batas ukur saja, maka perlu dipilih bahan yang tepat dan yang mudah untuk dilaksanakan. Dengan demikian tahanan tidak mudah berubah nilainya. Besarnya nilai tahanan suatu voltmeter biasanya dituliskan pada plat skalanya, harga ini diberikan

sebagai jumlah tahanan per Volt (Ω/V), sehingga jumlah tahanan keseluruhan dapat dihitung dengan memperhatikan angka tersebut dengan batas ukur voltmeternya.

3. LANGKAH-LANGKAH MENJALANKAN MOTOR INDUKSI Langkah-langkah yang harus dilakukan untuk menjalankan motor induksi baik yang 1 fase maupun yang 3 fase adalah sebagai berikut : a. Siapkanlah alat dan bahan yang diperlukan! b. Perhatikanlah

alat

ukur

yang

akan

dipergunakan,

ceklah

sebelum

dipergunakan! c. Rangkailah alat ukur sesuai dengan Gambar: 5.6 dan Gambar: 5.7! d. Hubungkanlah rangkaian dengan sumber listrik! e. Perhatikanlah hasil pengukuran dari alat ukur dan catatlah hasilnya!


97


M argiono A bd.

Gambar: 5.6 Mengoperasikan Motor Induksi 1 Fasa


98


M argiono A bd.

Gambar: 5.7 Mengoperasikan Motor Induksi 3 Fasa


99

Menggulung motor

Recommend Documents