Generator AC Berdasarkan karakteristik dari arus listrik yang mengalir, motor AC AC (Alternating Current, Arus Bolak-balik) terdiri dari 2 jenis, yaitu: 1. Motor listrik AC / arus bolak-balik 1 asa 2. Motor listrik AC / arus bolak-balik ! asa "emba#asan dalam artikel kali ini di titik beratkan $ada motor listrik AC 1 asa, yang terdiri dari: % Motor &a$asitor % Motor '#aded "ole % Motor niersal Prinsip kerja Motor AC Satu Fasa
Motor AC satu asa berbeda *ara kerjanya dengan motor AC tiga asa, dimana $ada motor AC tiga asa untuk belitan statornya terda$at tiga belitan yang meng#asilkan medan $utar dan $ada rotor sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang meng#asilkan $utaran. 'edangkan $ada motor satu asa memiliki dua belitan stator, yaitu belitan asa utama (belitan 1-2) dan belitan asa bantu (belitan +1-+2), li#at gambar.
ambar 1:"rinsi$ medan magnet utama dan medan magnet bantu motor satu asa.
Belitan utama menggunakan $enam$ang kaat tembaga lebi# besar se#ingga memiliki im$edansi lebi# ke*il. 'edangkan belitan bantu dibuat dari tembaga ber$enam$ang ke*il dan jumla# belitannya lebi# banyak, banyak, se#ingga im$edansinya lebi# besar dibanding im$edansi belitan utama. raik arus belitan bantu bantu dan arus belitan utama utama berbeda asa sebesar , #al ini disebabkan karena $erbedaan besarnya im$edansi kedua belitan tersebut. "erbedaan arus beda asa ini menyebabkan arus total, meru$akan $enjumla#an ektor arus utama dan arus bantu. Medan magnet utama yang di#asilkan belitan utama juga berbeda asa sebesar dengan medan magnet bantu.
ambar 2: graik elombang elombang arus medan bantu dan arus medan utama
Belitan bantu +1-+2 $ertama dialiri arus bantu meng#asilkan luks magnet 0 tegak lurus, bebera$a saat kemudian belitan utama 1-2 dialiri arus utama utama. yang bernilai $ositi$. asilnya adala# medan magnet yang bergeser sebesar 34 dengan ara# berlaanan jarum jam. &ejadian ini berlangsung terus sam$ai satu siklus sinusoida, se#ingga meng#asilkan medan magnet yang ber$utar $ada belitan statornya. 5otor motor satu asa sama dengan rotor motor tiga asa yaitu berbentuk batang-batang kaat yang ujungujungnya di#ubung singkatkan dan menyeru$ai bentuk sangkar tu$ai, maka sering disebut rotor sangkar.
ambar ! : Medan magnet $ada 'tator Motor satu asa
Belitan rotor yang di$otong ole# medan $utar stator, meng#asilkan tegangan induksi, interaksi antara medan $utar stator dan medan magnet rotor akan meng#asilkan torsi $utar $ada rotor. Motor Kapasitor
Motor ka$asitor satu $#asa banyak digunakan dalam $eralatan ruma# tangga se$erti motor $om$a air, motor mesin *u*i, motor lemari es, motor air *onditioning. &onstruksinya seder#ana dengan daya ke*il dan bekerja dengan tegangan su$lai "67 228 9, ole# karena itu menjadikan motor ka$asitor ini banyak di$akai $ada $eralatan ruma# tangga.
ambar : Motor ka$asitor
MotorShaded Pole
Motor s#aded $ole atau motor $#asa terbela# termasuk motor satu $#asa daya ke*il, dan banyak digunakan untuk $eralatan ruma# tangga sebagai motor $enggerak ki$as angin, blender. &onstruksinya sangat seder#ana, $ada kedua ujung stator ada dua kaat yang ter$asang dan di#ubung singkatkan ungsinya sebagai $embela# $#asa. Belitan stator dibelitkan sekeliling inti membentuk se$erti belitan transor mator. 5otornya berbentuk sangkar tu$ai dan $orosnya ditem$atkan $ada ruma# stator dito$ang dua bua# bearing. risan $enam$ang motor s#aded $ole mem$erli#atkan dua bagian, yaitu bagian stator dengan belitan stator dan dua kaat s#aded $ole.
Bagian rotor sangkar ditem$atkan di tenga#-tenga# stator. orsi $utar di#asilkan ole# adanya $embela#an $#asa ole# kaat s#aded $ole. &onstruksi yang seder#ana, daya yang ke*il, #andal, muda# dio$erasikan, bebas $eraatan dan *uku$ di su$lai dengan egangan AC 228 9, jenis motor s#aded $ole banyak digunakan untuk $eralatan ruma# tangga ke*il. Motor Universal
ambar 3: "enam$ang motor s#aded $ole
Motor niersal termasuk motor satu $#asa dengan menggunakan belitan stator dan belitan rotor. Motor uniersal di$akai $ada mesin ja#it, motor bor tangan. "eraatan rutin dilakukan dengan mengganti sikat arang yang memendek atau $egas sikat arang yang lembek. &ontruksinya yang seder#ana, #andal, muda# dio$erasikan, daya yang ke*il, torsinya yang *uku$ besar motor uniersal di$akai untuk $eralatan ruma# tangga. Bentuk stator dari motor uniersal terdiri dari dua kutub stator. Belitan rotor memiliki dua belas alur belitan dan dilengka$i komutator dan sikat arang yang meng#ubungkan se*ara seri antara belitan stator dengan belitan rotornya. Motor uniersal memiliki ke*e$atan tinggi sekitar !888 r$m. A$likasi motor uniersal untuk mesin ja#it, untuk mengatur ke*e$atan di#ubungkan dengan ta#anan geser dalam bentuk $edal yang ditekan dan dile$askan.
Generator DC
ambar < : stator dan motor uniersal
enerator ;C meru$akan sebua# $erangkat mesin listrik dinamis yang menguba# energi mekanis menjadi energi listrik. enerator ;C meng#asilkan arus ;C / arus seara#. enerator ;C dibedakan menjadi bebera$a jenis berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau $enguat eksitasinya ter#ada$ jangkar (anker), jenis generator ;C yaitu: 1. enerator $enguat ter$isa# 2. enerator s#unt !. enerator kom$on
1. Konstruksi Generator DC
"ada umumnya generator ;C dibuat dengan menggunakan magnet $ermanent dengan -kutub rotor, regulator tegangan digital, $roteksi ter#ada$ beban lebi#, starter eksitasi, $enyeara#, bearing dan ruma# generator atau *asis, serta bagian rotor. enerator ;C terdiri dua bagian, yaitu ambar : &onstruksi generator ;C stator, yaitu bagian mesin ;C yang diam, dan bagian rotor, yaitu bagian mesin ;C yang ber$utar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing dan te rminal bo=. 'edangkan bagian rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, ki$as rotor dan $oros rotor. Bagian yang #arus menjadi $er#atian untuk $eraatan se*ara rutin adala# sikat arang yang akan memendek dan #arus diganti se*ara $eriodi* / berkala. &omutator #arus dibersi#kan dari kotoran sisa sikat arang yang menem$el dan serbuk arang yang mengisi *ela#-*ela# komutator, gunakan am$las #alus untuk membersi#kan noda bekas sikat arang. 2. Prinsip kerja Generator DC
"embangkitan tegangan induksi ole# sebua# generator di$erole# melalui dua *ara: % dengan menggunakan *in*in-seret, meng#asilkan tegangan induksi bolak-balik. % dengan menggunakan komutator, meng#asilkan tegangan ;C.
ambar > : "embangkitan tenaga induksi
"roses $embangkitan tegangan tegangan induksi tersebut da$at dili#at $ada ambar > dan ambar ?. @ika rotor di$utar dalam $engaru# medan magnet, maka akan terjadi $er$otongan medan magnet ole# lilitan kaat $ada rotor. al ini akan menimbulkan tegangan induksi. egangan induksi
ambar ? : egangan 5otor yang di#asilkan melalui *in*in-seret dan komutator.
terbesar terjadi saat rotor menem$ati $osisi se$erti ambar 2 (a) dan (*). "ada $osisi ini terjadi $er$otongan medan magnet se*ara maksimum ole# $eng#antar. 'edangkan $osisi jangkar $ada ambar 2.(b), akan meng#asilkan tegangan induksi nol. al ini karena tidak adanya $er$otongan medan magnet dengan $eng#antar $ada jangkar atau rotor. ;aera# medan ini disebut daera# netral. @ika ujung belitan rotor di#ubungkan dengan sli$-ring beru$a dua *in*in (disebut juga dengan *in*in seret), se$erti ditunjukkan ambar !.(1), maka di#asilkan listrik AC (arus bolak-balik) berbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotor di#ubungkan dengan komutator satu *in*in ambar !.(2) dengan dua bela#an, maka di#asilkan listrik ;C dengan dua gelombang $ositi$. % 5otor dari generator ;C akan meng#asilkan tegangan induksi bolak-balik. 'ebua# komutator berungsi sebagai $enyeara# tegangan AC. % Besarnya tegangan yang di#asilkan ole# sebua# generator ;C, sebanding dengan banyaknya $utaran dan besarnya arus eksitasi (arus $enguat medan). 3. an!kar Generator DC
@angkar adala# tem$at lilitan $ada rotor yang berbentuk silinder beralur. Belitan tersebut meru$akan tem$at terbentuknya tegangan induksi. "ada umumnya jangkar terbuat dari ba#an yang kuat mem$unyai siat eromagnetik dengan $ermiabilitas yang *uku$ besar. "ermiabilitas yang besar di$erlukan agar lilitan jangkar terletak $ada dera# yang induksi ambar 18 : @angkar generator ;C magnetnya besar, se#ingga tegangan induksi yang ditimbulkan juga besar. Belitan jangkar terdiri dari bebera$a kum$aran yang di$asang di dalam alur jangkar. ia$-tia$ kum$aran terdiri dari lilitan kaat atau lilitan batang. ". #eaksi an!kar
luks magnet yang ditimbulkan ole# kutub-kutub utama dari sebua# generator saat tan$a beban disebut luks Medan tama (ambar 11). luks ini memotong lilitan jangkar se#ingga timbul tegangan induksi.
ambar 11: Medan eksitasi generator ;C
Bila generator dibebani maka $ada $eng#antar jangkar timbul arus jangkar. Arus jangkar ini menyebabkan timbulnya luks $ada $eng#antar jangkar tersebut dan biasa disebut uks Medan @angkar (ambar 12). Mun*ulnya medan jangkar akan mem$erlema# medan utama yang terletak disebela# kiri kutub utara, dan akan mem$erkuat medan utama yang terletak di sebela# kanan kutub utara. "engaru# adanya interaksi antara medan utama dan medan jangkar ini disebut reaksi jangkar. 5eaksi jangkar ini mengakibatkan medan utama tidak tegak lurus $ada garis netral n, teta$i bergeser sebesar sudut . ;engan kata lain, garis netral akan bergeser. "ergeseran garis netral akan melema#kan tegangan nominal generator. ntuk mengembalikan garis netral ke $osisi aal, di$asangkan medan magnet bantu (inter$ole atau kutub bantu), se$erti ditunjukkan $ada ambar 1!.(a).
ambar 12 :Medan @angkar dari enerator ;C (a) dan 5eaksi @angkar (b).
ambar 1! :enerator dengan &utub Bantu (a) dan enerator &utub tama, &utub Bantu, Belitan &om$ensasi (b)
6ilitan magnet bantu beru$a kutub magnet yang ukuran isiknya lebi# ke*il dari kutub utama. ;engan bergesernya garis netral, maka sikat yang diletakkan $ada $ermukaan komutator dan te$at terletak $ada garis netral n juga akan bergeser. @ika sikat di$erta#ankan $ada $osisi semula (garis netral), maka akan timbul $er*ikan bunga a$i, dan ini sangat ber$otensi menimbulkan kebakaran atau ba#aya lainnya. Dle# karena itu, sikat juga #arus digeser sesuai dengan $ergeseran garis netral. Bila sikat tidak digeser maka komutasi akan jelek, sebab sikat ter#ubung dengan $eng#antar yang mengandung tegangan. 5eaksi jangkar ini da$at juga diatasi dengan kom$ensasi yang di$asangkan $ada kaki kutub utama baik $ada lilitan kutub utara mau$un kutub selatan, se$erti ditunjukkan $ada gambar (a) dan (b), generator dengan komutator dan lilitan kom$ensasinya. &ini dalam rangkaian generator ;C memiliki tiga lilitan magnet, yaitu: % lilitan magnet utama % lilitan magnet bantu (inter$ole) % lilitan magnet kom$ensasi
$. enis%enis Generator DC
'e$erti tela# disebutkan diaal, ba#a generator ;C berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau $enguat eksitasinya ter#ada$ jangkar (anker) dibagi menjadi ! jenis, yaitu: 1. enerator $enguat ter$isa# 2. enerator s#unt !. enerator kom$on
