Motor Listrik AC

A. Sejarah Singkat Motor Listrik AC

Nikola Tesla (lahir di Smiljan, Kroasia, 10 Juli1856 – meninggal di New York City, 7 Januari1943 pada umur 86 tahun) adalah seorang penemu, fisikawan, teknisi mekanika, dan teknisi listrik Amerika Serikat.

Tesla dianggap sebagai salah satu penemu terpenting dalam sejarah dan merupakan salah seorang teknisi terbesar dalam akhir abad ke-19 dan abad ke-20. Tesla merupakan seorang perintis elektro mekanik, tanpa kabel, dan daya listrik. Ia berketurunan Serbia dan menjadi warga negara Amerika Serikat pada 1891 selagi bekerja di negara tersebut.

Paten Tesla dan kerja teorinya merupakan dasar dari daya listrik arus bolak-balik (bahasa Inggris: Alternating Current, AC) modern termasuk distribusi daya polyphase, dan motor AC, yang ia umumkan pada Revolusi Industri Kedua. Setelah pendemonstrasian komunikasi tanpa kabel pada 1893 dan memenangkan “Perang Arus“, Tesla dianggap sebagai salah satu teknisi listrik AS terhebat.

B. Pengertian Motor Listrik AC

Motor AC adalah jenis motor listrik yang bekerja menggunakan tegangan AC (Alternating Current). Motor listrik AC disebut juga dengan arus bolak-balik. Arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu digunakan pada motor listrik AC.

Motor listrik AC umumnya terdiri dari dua komponen utama yaitu stator dan rotor. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya pada motor DC, stator adalah komponen yang statis (diam) dan letaknya berada di luar. Stator mempunyai coil yang di aliri oleh arus listrik bolak balik dan nantinya akan menghasilkan medan magnet yang berputar. Komponen yang kedua yaitu rotor. Rotor adalah bagian yang berputar dan letaknya berada di dalam (di sebelah dalam stator). Rotor bisa bergerak karena adanya torsi yang bekerja pada poros dimana torsi tersebut dihasilkan oleh medan magnet yang berputar.

Motor listrik AC memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan motor listrik AC, yaitu desain sederhana, mudah dalam pengontrolan, serta membantu pekerjaan rumah tangga dan industri. Adapun beberapa kekurangan motor listrik AC, yaitu secara fisik lebih besar dan biaya pemeliharaannya relatif

C. Jenis-Jenis Motor AC

Adapun jenis-jenis motor listrik AC ada dua, yaitu motor sinkron dan motor induksi.

1. Motor AC Sinkron (Motor Sinkron)

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, 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 sistem, sehingga sering digunakan pada sistem yang menggunakan banyak listrik.

Komponen utama motor AC sinkron : 

a. 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 magnet rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus AC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya. 

b. 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

Ns = kecepatan sinkron/kecepatan stator

f = frekuensi dari pasokan frekuensi 

P = jumlah kutub

2. 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 ke ke sumber daya AC.

Motor induksi

Komponen Utama Motor AC Induksi

Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama : 

a. 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 fasa, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fasa digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.

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

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

a. Motor induksi satu fasa. 

Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fasa, 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. 

b. Motor induksi tiga fasa. 

Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fasa 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.

D. Prinsip Kerja Motor Listrik AC

Motor listrik arus bolak-balik (motor listrik AC) ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus bolak-balik (AC) menjadi tenaga gerak atau mekanik berupa putaran dari rotor. Prinsip kerja motor listrik arus bolak-balik dapat dibedakan menjadi 2 tipe, yaitu prinsip kerja motor listrik AC tipe sinkron dan pribsip kerja motor listrik AC tipe Asinkron (induksi).

a. Prinsip Kerja Motor Listrik AC Tipe Sinkron

Prinsip kerja motor listrik AC tipe sinkron terletak pada sistem eksitasi  pada rotornya. Rotor motor listrik AC sinkron memiliki kutub magnet dengan posisi yang tetap. Kutub magnet tersebut terkunci dengan Medan magnet yang terbangkitkan di stator. Dengan demikian, pada saat Medan magnet stator berputar dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan gelombang listrik AC.

b. Prinsip Kerja Motor Listrik AC Tipe Asinkron (Induksi)

Prinsip kerja motor listrik AC tipe Asinkron (Induksi) menggunakan induksi elektromagnetik untuk membuat kumparan berputar. Pada motor listrik AC tipe ini, motor listrik berputar lebih lambat dari pada arus yang disediakan untuk memutarnya. Induksi elektromagnetik ini menyebabkan Medan magnet menyelubungi rorot motor tersebut.