Motor AC Teori dan Jenisnya

Motor AC adalah jenis motor listrik yang bekerja menggunakan tegangan AC (Alternating Current). Motor AC memiliki dua buah bagian utama yaitu “stator” dan “rotor”. Stator merupakan komponen motor AC yang statis. Rotor merupakan komponen motor AC yang berputar. Motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekuensi variabel untuk mengendalikan kecepatan sekaligus menurunkan konsumsi dayanya.

Jenis-Jenis Motor AC

Motor AC Sinkron (Motor Sinkron)

Motor sinkron adalah motor AC, bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekuensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekuensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.

Motor AC Sinkron

Komponen utama motor AC sinkron :

• Rotor, Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.
• Stator, Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekuensi yang dipasok.

Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh, 2003):

Ns = 120 f / P

Dimana:

f = frekuensi dari pasokan frekuensi
P = jumlah kutub

Motor AC Induksi (Motor Induksi)

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

Motor AC Induksi

Komponen Utama Motor AC Induksi

Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama :

Rotor, Motor induksi menggunakan dua jenis rotor :

• Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek.
• Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.

Stator, Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat.

Jenis-Jenis Motor Induksi

Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh, 2003) :

• 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. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti fan angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.
• 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); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.

Kecepatan Motor AC Induksi

Motor induksi bekerja sebagai berikut. Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar.

Walaupun begitu, didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar” yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincin geser/ slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/ slip ring motor”.

Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slip/geseran (Parekh, 2003):

Dimana:

Ns = kecepatan sinkron dalam RPM
Nb = kecepatan dasar dalam RPM

Hubungan Antara Beban, Kecepatan dan Torque Pada Motor AC Induksi

Gambar dibawah menunjukan grafik perbandingan torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan. Bila motor (Parekh, 2003) sebagai berikut :

• Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (“pull-up torque”).
• Mencapai 80% kecepatan penuh, torque berada pada tingkat tertinggi (“pull-out torque”) dan arus mulai turun.
• Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torque dan stator turun ke nol.

Grafik Torque-Kecepatan Motor AC Induksi

Sumber disini atau disini 

Jenis MCB dan Fungsinya

MCB(Mini Circuit Breaker) adalah peranti/alat pengaman yang di pasang pada rangkaian instalasi listrik dengan cara memutus atau memblokir aliran arus listrik ketika terjadi korsleting listrik. selain itu MCB juga berfungsi sebagai pembatas daya (voltase). MCB merupakan bagian terpenting dalam suatu instalasi listrik, baik instalasi listrik di rumah, hotel, atau pabrik semua tidak lepas dari MCB (Mini Circuit Breaker). bagi seorang electrikal MCB (Mini Circuit Breaker) sudah tidak asing lagi dan tentu sudah mengerti jenis jenis MCB (Mini Circuit Breaker) dan fungsinya serta Cara Memasang MCB (Mini Circuit Breaker).

Artikel kali ini akan membahas tentang jenis jenis MCB (Mini Circuit Breaker) sebagai pengetahuan bagi electrical pemula atau juga orang orang yang ingin belajar tentang dasar dasar intalasi listrik. adapun fungsi utama MCB Mini Circuit Breaker adalah sebagai berikut:

1. Safty / Pengaman suatu instalasi listrik.
2. Pematas daya (voltase)
3. Alat pembagi energi listrik.

MCB Mini Circuit Breaker memiliki jenis / type yang ber-varian dan memiliki daya beban yang bermacam macam mulai dari 6 ampere 10 ampere 13 ampere 16 ampere 25 ampere 250 ampere dan banyak lagi. biasanya jumlah ampere yang di gunakan bergantung dari besar ampere meterer dari PLN atau Energi yang di suply dari suatu pembangkit listrik.

MCB Sebagai Safty / Pengaman suatu instalasi listrik

Apabila terjadi konsleting listrik pada suatu instalasi listrik maka MCB Mini Circuit Breaker akan secara otomatis memutus aliran listrik sehingga tidak menimbulkan kebakaran atau mengurangi kerusakan suatu banda / barang electronic atau pun motor yang di gunakan. dan melindungi jaringan instalasi listrik itu sendiri.

Pematas daya (voltase)

Masing-masing MCB memiliki daya (voltase) maksimal. pemakaian energi yang melebihi ambang batas pemakaian akan di blokir/di putus oleh sircuit breaker. Contoh:Pada listrik rumah dengan daya standard pemakaian = 2200 watt (10 Ampere). Jika pemakaian listrik di rumah tersebut melebihi batas yang di tentukan yaitu 2200 watt maka MCB otomatis akan memutus pasokan listrik ke rumah tersebut.

Alat Pembagi energi listrik

MCB Mini Circuit Breaker juga di gunakan seorang instalatir sebagai alat untuk membagi energi listrik ke beberapa ruangan suatu bagunan. hal ini di lakukan agar jaringan intalasi dapat bertahan lebih lama mengurangi penumpukan beban pada kabel instalasi. manfaat lainnya mencegah pemadaman / pemutusan energi listrik secara keseluruhan apa bila terjadi konsleting listrik. apa bila satu line konslet maka line yang lainnya masih dapat di gunakan dan berfungsi normal.

Jenis jenis MCB Mini Circuit Breaker Dan Fungsinya

Jenis Jenis MCB Mini Circuit Breaker Dan Fungsinya

Penjelasan MCB Mini Circuit Breaker Satu Pole, Dua Pole, Tiga Pole, Empat Pole

• MCB Mini Circuit Breaker Satu pole biasa di gunakan pada instalasi satu phase dan tiga phase, MCB Mini Circuit Breaker satu pole memiliki kekuatan menahan beban hingga 50 ampere bahkan lebih. pada instalasi listrik satu fhase MCB Mini Circuit Breaker satu pole di gunakan sebagai safty dan pembagian energi. dan kabel yang di amankan hanya kabel fhase (arus listrik positif) saja.
• MCB Mini Circuit Breaker dua pole yang di amankan dua kabel yaitu kabel fhase (arus listrik positif) dan kabel netral (arus listrik negatif).
• MCB Mini Circuit Breaker Tiga Pole biasa di gunakan pada listrik tiga fhase artinya tiga jalur arus listrik positif. pada MCB Mini Circuit Breaker Tiga Pole yang di amankan hanya ketiga fhase tersebut yaitu RST sedang N tidak.
• MCB Mini Circuit Breaker Empat Pole sama hal nya dengan MCB Mini Circuit Breaker Tiga Pole namu yang di amankan adalah RSTN. tiga fhase dan satu netral juga di amankan jika menggunakan MCB Mini Circuit Breaker Empat Pole.

Demikianlah penjelasan saya tentang Jenis Jenis MCB Mini Circuit Breaker Dan Fungsinya. semoga artikel ini bermanfaat bagi saya dan pembaca blog tukang listrik batam. saya ucapkan terimakasih telah membaca artikel Jenis Jenis MCB Mini Circuit Breaker Dan Fungsinya ini.

sumber : https://tukanglistrikpulaubatam.blogspot.com/2017/02/jenis-jenis-mcb-mini-circuit-breaker-dan-fungsinya.html 

Jenis Pengaman Arus

Pengaman dalam dunia kelistrikan adalah sebuah cara dan tindakan usaha untunk mengamankan peralatan 
listrik yang kita pakai sehari hari, terutama pengaman ini sangat penting juga untuk mengamankan kita 
dari bahaya yang bisa disebabkan dari arus listrik tersebut seperti kebakaran akibat korsleting listrik 
yang tidak ada pengaman nya.

Berikut ini saya akan jelaskan beberapa jenis pengaman listrik yang saya ketahui di antaranya:
1. MCB
2. MCCB
3. ACB
4. ELCB
5. Surge Arrester

1. MCB ( Miniatur Circuit Breaker)

Pengertian MCB
MCB adalah suatu peralatan pemutus rangkaian listrik pada suatu sistem tenaga listrik, yang mampu untuk membuka dan menutup rangkaian listrik pada semua kondisi, 

termasuk arus hubung singkat, sesuai dengan ratingnya. Juga pada kondisi tegangan yang normal ataupun tidak normal.
Miniature Circuit Breaker (MCB) di desain dengan fungsi utama untuk :
a. mengamankan kabel terhadap beban lebih dan arus hubung singkat.
b. melewatkan arus tanpa pemanasan lebih.
c. membuka dan menutup sebuah sirkit di bawah arus pengenal.
  
PEMILIHAN MINIATURE CIRCUIT BREAKER (MCB)
Pemilihan pemutus tenaga ditentukan oleh beberapa hal :
1. Standar
- SPLN 108 / SLI 175, bila digunakan oleh pemakai umum (instalasi perumahan –  kapasitas pemutusan rendah)
- IEC 60947-2, bila digunakan oleh ahlinya (aplikasi industri - kapasitas pemutusan tinggi)
 2. Kapasitas pemutusan
Kapasitas pemutusan suatu pemutus tenaga harus lebih besar dari arus hubung singkat pada titikinstalasi di mana pemutus tenaga tersebut dipasang. Pada diagram garis suatu 

sistem, disarankan untuk juga menyebutkan besar kapasitas pemutusan di samping arus pengenal pemutus tenaga yang digunakan.
 3. Arus Pengenal
Arus pengenal pemutus tenaga harus disesuaikan dengan besarnya arus beban yang dilewatkan kabel dan lebih kecil dari arus yang diijinkan pada kabel.
4. Tegangan
Tegangan operasional pengenal pemutus tenaga harus lebih besar atau sama dengan tegangan sistem.
5. Frekuensi sistem
6. Aplikasi beban
Tipe kabel yang diamankan, tembaga atau alumunium.

2. MCCB

MCCB Adalah pemutus sirkit tegangan menengah.
Dalam memilih circuit breaker hal-hal yang harus dipertimbangkan adalah :
a. Karakteristik dari sistem di mana circuit breaker tersebut dipasang.
b. Kebutuhan akan kontinuitas pelayanan sumber daya listrik.
c. Aturan-aturan dan standar proteksi yang berlaku. 

Karakteristik sistem
1. Sistem tegangan
Tegangan operasional dari circuit breaker harus lebih besar atau minimum sama dengan tegangan sistem.
2. Frekuensi sistem
Frekuensi pengenal dari circuit breaker harussesuai dengan frekuensi sistem. Circuit breaker Merlin Gerin dapat beroperasi pada frekuensi 50 atau 60 Hz. Untuk aplikasi pada 

frekuensi 400 Hz silahkan hubungi kami.
3. Arus pengenal
Arus pengenal dari circuit breaker harus disesuaikan dengan besarnya arus beban yang dilewatkan oleh kabel, dan harus lebih kecil dari arus ambang yang diijinkan lewat 

pada kabel.
4. Kapasitas pemutusan
Kapasitas pemutusan dari circuit breaker harus paling sedikit sama dengan arus hubung singkat prospektif yang mungkin akan terjadi pada suatu titik instalasi dimana circuit 

breaker tersebut dipasang.
5. Jumlah pole dari circuit breaker
6.Jumlah pole dari circuit breaker sangat tergantung kepada sistem pembumian dari sistem.

Kebutuhan kontinuitas sumber daya
Tergantung dari kebutuhan tingkat kontinuitas pelayanan sumber daya listrik, dalam memilih circuit breaker harus diperhatikan :
1. Diskriminasi total dari dua circuit breakaer yang ditempatkan secara seri
2. Diskriminasi terbatas (sebagian), diskriminasi hanya dijamin sampai tingkat 
3.arus gangguan tertentu.

Aturan-aturan dan standar proteksi
Aturan-aturan instalasi listrik yang berlaku seperti PUIL harus diperhatikan dan dituruti. Standar-standar yang diacu baik standar lokal maupun standar internasional harus 

diperhatikan seperti SPLN, IEC 60947-2. Untuk spesifikasi lain yang mengacu pada standar-standar lain ataupun aplikasi khusus dan spesifik, silahkan hubungi kami

3. ACB ( Air Circuit Breaker )

ACB Adalah Air Circuit Breaker. ACB keluaran Merlin Gerin bernama MASTERPACT
Teknologi terbaru Merlin Gerin telah menghasilkan konsep baru untuk Power Circuit Breaker. Dengan segala kelebihan dari konstruksi modular dalam polyester enclosure, 

Masterpact menawarkan performance yang lebih dari sekedar memenuhi standar Internasional. Masterpact memiliki ketahanan thermal yang tinggi sehingga memungkinkan 

cara kerja yang disebut dengan Diskriminasi Total. Hal ini dapat menjamin kontinuitas pelayanan sumber daya listrik karena pada saat terjadi gangguan (hubung singkat), 

Masterpact akan "menunda" pemutusan, sebelum semua circuit breaker di sisi bawahnya terputus (trip). Sehingga, jika gangguan tersebut hanya terjadi pada satu titik, maka 

circuit breaker pada daerah itu sajalah yang terputus.
Masterpact, tanpa perawatan

Tanpa perawatan, Masterpact dapat dioperasikan sebanyak 10.000 kali pada 1600A. Jika dalam sehari terjadi 2 kali trip, maka Masterpact dapat melayani instalasi selama 

13,7 tahun tanpa perawatan. Hanya dengan mengganti contact point dan arc chutenya, Masterpact dapat beroperasi 20.000 kali pada 1600A.

Masterpact, withdrawable
- Circuit breaker dapat dikeluarkan dan dimasukkan dengan cepat tanpa melepas circuit daya, sehingga mempermudah perawatan
- Dapat dilakukan test/uji trip unit
- Posisi circuit breaker dapat diketahui ("connected", "test", "disconnected")
- Dengan menambahkan penyangga dapat dibentuk menjadi fixed type

Masterpact NT & NW
630 s/d 6300 A
Ics = 100% Icu

5 level performance
N1 : standard performance
H1 : high performance
H2 : very high performance
H3 : very high performance + high level of discrimination
L1 : current limiter

Dimensi yang optimal
- 1 frame size untuk Masterpact NT, power circuit breaker terkecil di dunia
- 2 frame size untuk Masterpact NW

Arc chute dengan desain baru yang dilengkapi dengan filter stainless steel
- Menyerap energi yang dihasilkan saat pemutusan sehingga dapat membatasi stress yang timbul pada instalasi
- Menyaring dan mendinginkan gas yang dihasilkan dan mengurangi percikan partikel keluar yang timbul pada saat hubung singkat.

Micrologic, intelligent trip unit
- Fungsi proteksi dan pengukuran yang terintegrasi
- Tampilan LCDdigital
- Sistem proteksi dapat disetting dengan menggunakan dial atau keypad (double setting)
- Pilihan komunikasi untuk mengintegrasikan circuit breaker ke dalam sistem supervisi, sehingga fungsi proteksi, kontrol dan  monitoring dapat dilakukan dari jarak jauh

4. ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker)

Bagaimana mengamankan manusia dan peralatan?
Tahukah anda bahwa 30% gangguan listrik pada instalasi bukan disebabkan oleh beban lebih ataupun hubung singkat, tetapi akibat gangguan isolasi? Perlengkapan isolasi dan 

pengkabelan yang buruk,atau alat yang dipakai salah dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan (api) dan manusia (kematian).
Resiko atas kebakaran.
Akibat utama dari gangguan arus yang melalui konduktor atau alat lain yang tidak diharapkan untuk menerima arus adalah peningkatan suhu yang tidak normal. Suhu yang 

tinggi ini dapat menyebabkan kerusakan pada kabel atau bahkan percikan api pada material, lalu terbakar.
Resiko akan kematian
Hal ini terjadi pada manusia dan disebut juga "Electrocution". Electrocution ialah mengalirnya arus ke tubuh manusia, dan sangat berbahaya. Aliran arus merusak dua fungsi 

tubuh yang vital : pernapasan dan detak jantung. Penelitian menyatakan skala resiko berdasarkan dua faktor : arus pengenal dan lamanya waktu kontak.

Jenis Proteksi yang disediakan oleh gawai arus bocor
Gawai arus bocor memberikan dua macam pengamanan :
Pengaman manusia
Kontak langsung 
Terjadi bila manusia memegang langsung kawat atau kabel fasa bertegangan. Pengamanan terhadap resiko kontak langsung dapat berupa :
- isolasi kabel fasa tegangan
- boks panel, dll

Tetapi bagaimanapun sangatlah direkomendasikan adanya pengaman tambahan, dengan kata lain menggunakan gawai arus bocor untuk mencegah berbagai resiko masuknya 

listrik kedalam tubuh manusia.
Untuk itu, standar IEC kini sudah menetapkan pemasangan gawai arus bocor dengan sensitifitas 30 mA jika pengaman manusia dibutuhkan. (soket, instalasi listrik kamar 

mandi dll.). Dimana gawai arus bocor akan otomatis trip apabila arus bocor yang terdeteksi melebihi ambang batas 30 mA.

Kontak Tak Langsung
Terjadi apabila manusia memegang bagian logam yang bertegangan akibat kegagalan isolasi. Besarnya arus bocor tergantung pada resistansi bocor dan penyambungan netral. 

Arus bocor akan kembali ke sumber lewat konduktor pengaman atau lewat bumi. Oleh karena itu, gawai arus bocor dengan sensitifitas 30 mA sangat direkomendasikan 

sebagai pengaman kontak tak langsung,

Pengaman Peralatan
Pengaman api
Telah diketahui bahwa arus 500mA pada dua titik kontak dua logam bertegangan yang berdekatan dapat menimbulkan percikan api. Apapun sistem pembumian yang 

digunakan untuk pengaman terhadap api haruslah dilengkapi dengan sensitifitas pengaman : IDn<300 mA.

Bagaimana memilih ELCB?
Untuk memilih gawai arus bocor, yang harus diperhatikan adalah fungsi dari masing-masing gawai arus bocor tersebut.

ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker)
Produk ini hanya mempunyai satu fungsi, mendeteksi arus bocor. Tidak terdapat pengaman thermal dan magnetis, sehingga ELCB harus diamankan terhadap hubung singkat 

oleh MCB sisi atasnya. ELCB tidak boleh dipasang apabila kemungkinan hubung singkat melebihi 6kA. ELCB dapat dipadukan dengan alat bantu (auxiliary) seperti : OFS, 

MX, MN yang menyediakan fasilitas signaling jarak jauh dan trip jarak jauh. ELCB mempunyai mekanisme trip tersendiri dan juga dapat dioperasikan secara manual seperti 

saklar. Alat ini digunakan jika pengaman arus bocor dibutuhkan pada sekelompok sirkit yang maksimum terdiri dari 4 sirkit. Untuk memilih gawai arus bocor, yang harus 

diperhatikan adalah fungsi dari masing-masing gawai arus bocor tersebut.


5. Surge Arreste

Tegangan surya, yang sering disebut spike (paku) atau transient umumnya terjadi pada kebanyakan jaringan listrik berupa kenaikan tegangan yang sangat cepat. Terjadinya 

tegangan surya dapat disebabkan oleh petir atau gerakan switching (penyambungan-pemutusan) dari kontaktor, pemutus tenaga, thiristor dan switching kapasitor .Tegangan 

surya tersebut dapat menimbulkan kerusakan pada peralatan listrik akibat adanya tekanan pada komponen isolasi yang jauh di luar batas tegangannya.

Surge Arrester terdidri dari 2 tipe penggunaan :

Tipe 1 (Class1)

Digunakan apabila ada resiko terkena arus sambaran langsung dan harus dipasang pada bangunan yang menggunakan Lightning conductor/rod

Teknologi : Spark Gap
Iimp (10/350 ms): 35, 50 dan 100kA
Response time £ 1ms
Sistem Monoblok (DIN Rail)

Tipe 2 (Class2)

Digunakan untuk memotong tegangan surya dengan cara penggabungan beberapa komponen Metal Oxyde Varistor (MOV), memberikan pengamanan terhadap tegangan 

surja tersebut pada :

- Peralatan elektronik rumah tangga : televisi, oven, lemari es, komputer,dll
- Peralatan elektronik industri : PLC, kontrol motor, mesin, pompa, dll

Teknologi : Metal Oxyde Varistor (MOV)
Imaks (8/20ms) : 8, 20, 40 dan 65 kA
Response time £ 25ns
Sistem :
 1.  Tipe Fixed/Monoblok (DIN Rail) : Tipe PF
 2.  Tipe Plug In/Draw out (DIN Rail) : Tipe PRD
Kami juga menjual arrester dengan merk OBO dengan bentuk fisik seperti gambar di bawah ini :
Arrester OBO memiliki karakteristik yang sedikit berbeda dengan Merlin Gerin terutama dalam hal nilai Arus Surge Maksimal.
Kemampuan arus surge maksimal adalah kemampuan arus surge maksimal tiap blok dikalikan dengan jumlah blok, ini dikarenakan arrester OBO dapat dirangkai sendiri 

sesuai dengan kebutuhan. ( 1 phasa, 3 phasa, atau dengan netral )

Sumber : https://kumpulan-elektro.blogspot.com/2016/03/jenis-jenis-pengaman-arus-listrik.html

Motor Listrik

Pada artikel “klasifikasi mesin listrik”, Motor listrik termasuk kedalam kategorimesin listrik dinamis dan merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll di industri dan digunakan juga pada peralatan listrik rumah tangga (seperti: mixer, bor listrik,kipas angin). 

Anda dapat melihat animasi prinsip kerja motor DC ini di sini.

Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. 

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum sama (Gambar 1), yaitu: 
• Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
• Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan. 
• Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torsi untuk memutar kumparan. 
• Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Dalam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok:
• Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya, namun torsi nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torsi konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
• Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan torsi variabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).
• Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.


Gambar 1. Prinsip Dasar Kerja Motor Listrik.

JENIS MOTOR LISTRIK

Bagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik: motor DC dan motor AC. Motor tersebut diklasifikasikan berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi, dan dijelaskan lebih lanjut dalam bagan dibawah ini.


Gambar 2. Klasifikasi Motor Listrik.

1. Motor DC/Arus Searah
Motor DC/arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.
Gambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama:
• Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.
• Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.
• Kommutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Kommutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.


Gambar 3. Motor DC.

Keuntungan utama motor DC adalah kecepatannya mudah dikendalikan dan tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor DC ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
• Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan.
• Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang, seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.

Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut:

Gaya elektromagnetik: E = KΦN

Torsi: T = KΦIa

Dimana:
E =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)
Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan
N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)
T = torsi electromagnetik
Ia = arus dinamo
K = konstanta persamaan

Jenis-Jenis Motor DC/Arus Searah

a. Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited, Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/separately excited.

b. Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt. Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo.

Gambar 4. Karakteristik Motor DC Shunt.

Berikut tentang kecepatan motor shunt (E.T.E., 1997):
• Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torsi tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.
• Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).

c. Motor DC daya sendiri: motor seri. Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo.

Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation, 1997; L.M. Photonics Ltd, 2002):
• Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM.
• Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali.
Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5).

Gambar 5. Karakteristik Motor DC Seri.

d. Motor DC Kompon/Gabungan.
Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6. Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan 40-50% menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok (myElectrical, 2005).

Gambar 6. Karakteristik Motor DC Kompon.

2. Motor AC/Arus Bolak-Balik

Motor AC/arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik AC memiliki dua buah bagian dasar listrik: "stator" dan "rotor" seperti ditunjukkan dalam Gambar 7.

Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor. Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC).

Jenis-Jenis Motor AC/Arus Bolak-Balik

a. Motor sinkron. Motor sinkron adalah motor AC yang bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.

Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7):
• Rotor. Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.
• Stator. Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok.

Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh, 2003):

Ns = 120 f / P

Dimana:
f = frekwensi dari pasokan frekwensi
P= jumlah kutub

Gambar 7. Motor Sinkron.

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

Komponen Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8):
• Rotor. Motor induksi menggunakan dua jenis rotor:
- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek.
- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.
• Stator. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat .

Klasifikasi motor induksi 

Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh, 2003):
• 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. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti kipas angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.
• 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); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.

Gambar 8. Motor Induksi.

Kecepatan motor induksi 

Motor induksi bekerja sebagai berikut, Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar. Walaupun begitu, didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar” yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincin geser/ slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/slip ring motor”.

Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slip/geseran(Parekh, 2003):

% Slip = (Ns – Nb)/Ns x 100

Dimana:
Ns = kecepatan sinkron dalam RPM
Nb = kecepatan dasar dalam RPM

Hubungan antara beban, kecepatan dan torsi


Gambar 9. Grafik Torsi vs Kecepatan Motor Induksi.

Gambar 9 menunjukan grafik torsi vs kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan. Bila motor (Parekh, 2003):
• Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torsi yang rendah (“pull-up torque”).
• Mencapai 80% kecepatan penuh, torsi berada pada tingkat tertinggi (“pull-out torque”) dan arus mulai turun.
• Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torsi dan stator turun ke nol. 
sumber : http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/12/motor-listrik.html