1. MOTOR LISTRIK

A. Pengertian Motor Listrik

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin,mesin cuci,pompa air dan penyedot debu. Perubahan energi listrik menjadi mekanik ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit.

B. Prinsip Kerja Motor

Prinsip kerja motor listrik adalah berdasarkan hukum gaya lorenz dan kaidah tangan kiri fleming, yaitu apabila ada konduktor yang dialiri arus listrik ditempatkan di dalam medan manghet maka konduktor tersebut akan mengalami gaya. Dimana perubahan tersebut terjadi karena adanya tolak menolak mauun tarik menaruk antara kutub kutub magnet tersebut.

 

Mekanisme Kerjanya :

l Arus listrik dalam medan magnet akan memberika gaya.

l Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi lingkaran/loop, maka kedua sisi loop akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.

l Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/torsi untuk memutar kumparan

l Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnet dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

2. PENGERTIAN GENERATOR AC

Generator adalah mesin yang dapat mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik melalui proses induksi elektromagnetik. Generator ini memperoleh energi mekanis dari prime mover atau penggerak mula. Prinsip kerja dari generator sesuai dengan hukum Lens, yaitu arus listrik yang diberikan pada stator akan menimbulkan momen elektromagnetik yang bersifat melawan putaran rotor sehingga menimbulkan EMF pada kumparan rotor.

Tegangan EMF ini akan menghasilkan suatu arus jangkar. Jadi diesel sebagai prime mover akan memutar rotor generator, kemudian rotor diberi eksitasi agar menimbulkan medan magnit yang berpotongan dengan konduktor pada stator dan menghasilkan tegangan pada stator. Karena terdapat dua kutub yang berbeda yaitu utara dan selatan, maka pada 90o pertama akan dihasilkan tegangan maksimum positif dan pada sudut 270o kedua akan dihasilkan tegangan maksimum negatif. Ini terjadi secara terus menerus/continue. Bentuk tegangan seperti ini lebih dikenal sebagai fungsi tegangan bolak-balik.

Gambar 2.1 Rangkaian Ekivalen Generator AC

2.1 Macam sistem pembangkit generator AC

A. Generator 1 Fasa

Generator yang dimanadalam sistem melilitnya hanya terdiri dari satu kumpulan kumparan yang hanya dilukiskan dengan satu garis dan dalam hal ini tidak diperhatikan banyaknya lilitan. Ujung kumparan atau fasa yang satu dijelaskan dengan huruf besar X dan ujung yang satu lagi dengan huruf U.

B. Generator 3 Fasa

Generator yang dimana dalam sistem militnya terdiri dari tiga kumpulan kumparan yang mana kumparan tersebut masing-masing dinamakan lilitan fasa, jadi pada statornya ada lilitan fasa yang kesatu ujungnya diberi tanda U-X; dan akhirnya ujungnya lilitan fasa yang ketiga diberi tanda dengan huruf W-Z.

2.2   Prinsip Kerja Generator

Prinsip dasar generator arus bolak-balik menggunakan hukum Faraday yang menyatakan jika sebatang penghantar berada pada medan magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar tersebut akan terbentuk gaya gerak listrik.

Gambar 2.2 Rangkaian Generator AC

Besar tegangan generator bergantung pada :

1. Kecepatan putaran (N)

2. Jumlah kawat pada kumparan yang memotong fluk (Z)

3. Banyaknya fluk magnet yang dibangkitkan oleh medan magnet (f)

3. Konstruksi Generator

Generator arus bolak-balik ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu

1. Stator, merupakan bagian diam dari generator yang mengeluarkan tegangan bolakbalik

2. rotor, merupakan bagian bergerak yang menghasilkan medan magnit yang menginduksikan ke stator.

Stator terdiri dari badan generator yang terbuat dari baja yang berfungsi melindungi bagian dalam generator, kotak terminal dan name plate pada generator. Inti Stator yang terbuat dari bahan ferromagnetik yang berlapis-lapis dan terdapat alur-alur tempat meletakkan lilitan stator. Lilitan stator yang merupakan tempat untuk menghasilkan tegangan. Sedangkan, rotor berbentuk kutub sepatu (salient) atau kutub dengan celah udara sama rata (rotor silinder).

c.       Jumlah Kutub pada Generator

Jumlah kutub generator arus bolak-balik tergantung dari kecepatan rotor dan frekuensi dari ggl yang dibangkitkan. Hubungan tersebut dapat ditentukan dengan persamaan berikut ini.

F = p.n/120

Keterangan:

f = frekuensi tegangan (Hz)

p = jumlah kutub pada rotor

n = kecepatan rotor (rpm)

2.3   Induksi elektronik

Induksi elektromagnetik dapat dikatakan sebagai proses perubahan energi mekanik (energi kinetic) menjadi energi listrik. Proses perubahan energi ini, berkaitan dengan konsep fluks magnetic

Kita  mulai dengan mempelajari Fluks magnetic dan Huhum Faraday secara kuantitatif.

1. Fluks magnetik

Fluks magnetic didefinisikan sebagai hasil kali antara komponen induksi magnetic dengan luas bidang

Hukum Lenz :

“ Arah arus induksi  adalah sedemikian sehingga medan magnetic yang ditimbulkannya berlawanan dengan arah medan magnetic yang menimbulkan arus induksi itu”

4. GGL induksi pada penghantar yang digerakan dalam medan magnetik

2.4. Penerapan Konsep Induksi Elektromagnetik

1. Dynamo/Generator AC

2. Generator DC

3. Transformatorm : Transformator adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) dari tegangan tinggi ke tegangan rendah ( Transformator Step –Down)

Transformator Step-Up, mengubah tegangan rendah ke tegangan tinggi. Prinsip Keja : Terjadi perubahan fluks magnetik pada kumparan primer, yang menghasilkan arus induksi pada kumparan sekunder.

Rumus Transformator :  V1/ V2 = N1 / N2,    h = Ps/Pp x 100 %, P = V. I.

Sistem pengisian AC paling banyak digunakan, baik sistem pengisian dengan regulator mekanik (konvensional) maupun dengan IC regulator.

Komponen sistem pengisian regulator mekanik terdiri dari :

1. Alternator yang berfungsi merubah energi gerak menjadi energi listrik. Listrik yang dihasilkan merupakan arus bolak-balik (AC), untuk merubah arus AC menjadi arus DC digunakan diode yang dipasang menjadi satu bagian dengan alternator.

2. Regulator berfungsi untuk mengatur tegangan dan arus yang dihasilkan alternator dengan cara mengatur kemagnetan pada rotor altenator. Regulator juga berfungsi untuk mengatur hidup dan matinya lampu indikator pengisian.

3. Sekering untuk memutus aliran listrik bila rangkaian dialiri arus berlebihan akibat hubungan singkat.

4. Kunci kontak untuk menghubungkan atau memutus aliran ke lampu indicator dank e regulator. Aliran listrik ke regulator diteruskan ke altenator berfungsi untuk menghasilkan magnet pada altenator.

5. Baterai menyimpan arus listrik dan stabilizer tegangan yang dihasilkan sistem pengisian.

2.5 Jenis-Jenis Motor Listrik AC

1. Motor Sinkron

Motor sinkron adalah motor AC, Bekerja pada Kecepatan tetap pada sistem frekuensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah.

2. Motor Induksi

Motor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dana dapat langsung di sambungkan ke sumber daya AC

3. Motor induksi satu fase

Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya.

4. Motor Induksi Tiga Fase

Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai)