BAB II LANDASAN TEORI
2.1
Motor Listrik Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Motor listrik yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik asinkron Motor Sinkron adalah mesin sinkron yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Mesin sinkron mempunyai kumparan jangkar pada stator dan kumparan medan pada rotor. Kumparan jangkarnya berbentuk sama dengan mesin induksi, sedangkan kumparan medan mesin sinkron dapat berbentuk kutub sepatu (salient) atau kutub dengan celah udara sama rata (rotor silinder). Arus searah (DC) untuk menghasilkan fluks pada kumparan medan dialirkan ke rotor melalui cincin dan sikat. Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnet. Sebagaimana kita ketahui bahwa : kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarikmenarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap. Rotor adalah bagian dari motor listrik atau generator listrik yang berputar pada sumbu rotor. Perputaran rotor disebabkan karena adanya medan magnet dan lilitan kawat email pada rotor. Sedangkan torsi dari perputaran rotor ditentukan oleh banyaknya lilitan kawat dan juga diameternya. Stator adalah bagian pada motor listrik atau dinamo listrik yang berfungsi sebagai stasioner dari sistem rotor. Jadi penempatan stator biasanya mengelilingi rotor, stator bisa berupa gulungan kawat tembaga yang berinteraksi dengan angker dan membentuk medan magnet untuk mengatur perputaran rotor.
Rotor motor satu fasa sama dengan rotor motor tiga fasa yaitu berbentuk batang-batang kawat yang ujung-ujungnya dihubung singkatkan dan menyerupai bentuk sangkar tupai, maka sering disebut rotor sangkar. 2.2
Motor Sinkron Kontruksi motor sinkron sama dengan kontruksi generator sinkron.
Perbedaan terletak pada penggunaannya. Generator sinkron diputar untuk menghasilkan tenaga listrik, sedangan pada motor sinkron dimasukan tenaga listrik untuk menghasilkan putaran atau untuk memperbaiki cos π. 1.2.1
Bagian-bagian Motor sinkron
Motor sinkron memiliki beberapa bagian terpenting yaitu : 1. STATOR (bagian yang diam), terdiri dari belitan-belitan stator. Pada saat belitan stator tersebut diberi aliran listrik untuk menghasilkan fluks magnet stator (medan putar) 2. ROTOR (bagian yang berputar), terdiri dari belitan-belitan penguat, inti magnet dan slip ring/sikat. Slip ring/sikat berfungsi untuk memasukan listrik DC
pada
belitan penguat sehingga timbul kutub magnet pada rotor. Tipe rotor pada mesin sinkron ada 2 macam yaitu : 1. ROTOR PENUH
: Tipe rotornya diberi alur-alur sebagaimana rotor motor slip ring. Biasanya untuk putaran tinggi.
2. RODA KUTUB
: Rotor tipe ini terdiri dari inti-inti kutub dengan
belitan-belitan
penguat.
Biasanya
kutubnya banyak, untuk putaran rendah.
2.2.2 Prinsip Kerja Motor Sinkron Banyaknya putaran tiap menit dari kutub-kutub khayal tersebut dinamakan kecepatan medan putar atau kecepatan sinkron. Pada rotor terdapat kutub-kutub magnet yang nyata. Apabila rotor dengan kutub-kutub magnet itu berputar dengan keceptan yang sama dengan medan putar, maka rotor itu akan dapat berputar terus mengikuti putaran kutub-kutub khayal. Jadi motor serempak tidak dapat berputar dengan sendirinya. Ini disebabkan kutub-kutub rotor tidak dapat tiba-tiba mengikuti kecepatan medan putar pada waktu saklar motor terhubung dengan jala-jala listrik. Gaya tarik antara kutub rotor dengan kutub khayal yang berhadapan akan silih berganti cepat sekali dengan daya tolak. Karenanya dan juga kenyataan bahwa rotor dan seluruh kutub-kutub magnet tersebut cukup berat, maka akibatnya adalah tidak adanya kopel sama sekali. Dengan demikian rotor hanya berputar saja. Agar rotor ini dapat berputar bersama-sama dengan medan putar maka rotor perlu diputar terlebih dahulu sampai mendapatkan kecepatan idealnya yaitu : π=
120 π π
Jika motor sinkron di beri beban maka letak kutub-kutub magnet rotor tidak dapat tepat berhadapan dengan kutub-kutub khayal tetapi agak sedikit ketinggalan. Dalam hal ini tidak berarti bahwa putaran rotor kurang dari kecepatan singkron tetapi tetap π=
120 π π
Apabila benda makin berat maka kutub magnet rotor akan makin ketinggalan terhadap kutub khayalnya. Dengan bertambahnya beban, maka bertambahnya besar pula (kutub rotor makin tertinggi dari kutub khayala). Dalam hal ini putaran rotor masih tetap π =
120 π π
meskipun kutub-kutub magnet tidak dapat berpegangan tegak pada kutub-kutub khayal.
Apabila bahan motor di tambah terus maka pada suatu saat kutub-kutub magnet rotor terlepas dari pegangannya (yaitu kutub-kutub khayal) sehingga rotor akan berhenti berputar meskipun medan putar tetap ada. Dari uraiaan di atas terlihat bahwa motor singkron tidaklah praktis untuk di pergunakan sebagai pemutar karena untuk berputarnya sendiri masih di perlukan motor pembantu. Meskipun motor sinkron tersebut tidak praktik sebagai pemutar tetapi sebagaimana kondensator, motor sinkron dapat untuk memperbaiki factor daya (cos οͺ ) dari jala-jala.
2.2.3 Sifat-sifat Motor Sinkron Pada motor-motor DC dan motor sinkron keduanya akan beraksi sebagai generator waktu motor bekerja (berputar). Hal ini di sebabkan GGL induksi (E) selalu di bangkitkan kalau ada gerakan relative antara kumparan dan garis-garis gaya. Pada motor DC, GGL induksi terbentuk pada bagian rotor sedangkan pada motor sinkron GGL induksi terbentuk pada bagian strator pada waktu bekerja. Beberapa sifat dari motor sinkron adalah: 1. Pada pembebanan yang berubah-ubah kecepatan motor selalu tetap sesuai dengan rumus π =
120 π π
Jika terjadi pembebanan yang terlalu berat, motor akan langsung berhenti. 2. GGL induksi (E) pada motor sinkron tergantung pada besarnya arus penguat magnet pada rotor. Besarnya GGL induksi kemungkinan sama, lebih kecil atau lebih besar dibandingkan tergantung sumber (V). 3. Arus jangkar
pada motor sinkron ketinggalan hampir 90 0 terhadap
tegangan total antara tegangan sumber dan GGL induksi. Pergesaran yag mendekati 90 0 tersebut karena kumparan strator pada motor sinkron nilai rekreasi induktifnya sangat kecil. Tahanan murninyapun relatif sangat kecil dibandingkan dengan reaktansi induktifnya. 4. Salah satu keuntungan yang penting dari motor sinkron adalah motor sinkron (tanpa beban atau dengan beban konstan) yang diberi penguat terlebih akan berfungsi sebagai kapasitor dan mempunyai kemampuan untuk
memperbaiki cos π. Motor sinkron demikian disebut KONDENSOR SINKRON atau FASE KOMPENSATOR. Apabila harga tegangan total antara tegangan sumber V dan GGL induksi E adalah πΈπ, impedansi lilitan stator adalah ππ maka arus stator dapat dihitung dengan πΌπ =
πΈπ ππ
Pergeseran fase antara πΌπ dengan πΈπ dinyatakan dengan sudut ο¦, harga ο¦ dapat dicari dengan persamaan : β
= π‘πβ1
ππ π
π
Dalam hal ini daya dipergunakan (power input) dari motor sinkron adalah konstan karena beban dan tegangan sumber tetap. Jadi meskipun arus penguat diubah VI cos οͺ tetap tidak berubah.
2.2.4 Cara Menjalankan Motor Sinkron 1. Mesin DC dikopel dengan motor sinkron Pada waktu start, mesin DC berfungsi sebagai mesin penggerak sampai motor sinkron mencapai kecepatan sinkron. Setelah motor berjalan normal maka mesin DC berfungsi sebagai generator DC dan menjadi beban motor sinkron. 2. Motor induksi dikopel dengan motor sinkron. Jumlah kutub motor induksi lebih sedikit dibandingkan jumlah kutub motor sinkron (biasanya berselisih dua), sehingga meskipun ada slip motor induksi masih tetap mampu menggerakkan sampai mencapai putaran sinkronnya. Setelah motor berjalan normal motor induksi dilepas. 3. Dijalankan dengan prinsip rotor hubung singkat. Caranya pada rotor motor sinkron dipasang penghantar-penghantar yang dihubung singkat satu sama lain. Penghantar-penghantar tersebut dipasang pada tiap-tiap sepatu kutub (disebut damper grids)
Jika lilitan stator dihubungkan sumber tiga fase maka rotor akan berputar sesuai dengan prinsip rotor sangkar tupai. Setelah rotor berputar normal, penghantar-penghantar tersebut tidak berfungsi lagi.
2.3
MCB (Miniature Circuit Breaker)
MCB ini berfungsi sebagai alat pengaman saat terjadi hubung singkat (konsleting) maupun beban lebih (over load). MCB akan memutuskan arus apa bila arus yang melewatinya melebihi dari arus nominalnya, MCB juga akan memutuskan arus jika terjadi hubung singkat karena saat hubung singkat arus yang dihasilkan sangat besar. Sebagai salah satu alat pengaman listrik MCB sangatlah menguntungkan dan lebih efisien. MCB biasanya digunakan sebagai pembatas daya.
