Top Banner
INSTALASI MOTOR LISTRIK (C3) KELAS XI Penulis : Abdian Putra Primana, S.Pd PT. KUANTUM BUKU SEJAHTERA
40

INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Feb 05, 2020

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

INSTALASI MOTOR LISTRIK

(C3) KELAS XI

Penulis :

Abdian Putra Primana, S.Pd

PT. KUANTUM BUKU SEJAHTERA

Page 2: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 19 Tahun 2002 Tentang Hak Cipta Pasal 72 Ketentuan Pidana Sanksi Pelanggaran.1. Barang siapa dengan sengaja dan tanpa hak melakukan

perbuatan sebagaimana dimaksud dalam Pasal 2 ayat (1) atau Pasal 49 ayat (1) dan ayat (2) dipidana dengan pidana masing-masing paling singkat 1 (satu) bulan dan/atau denda paling sedikit Rp1.000.000,00 (satu juta rupiah), atau pidana penjara paling lama 7 (tujuh) tahun dan/atau denda paling banyak Rp5.000.000.000,00 (lima miliar rupiah).

2. Barang siapa dengan sengaja menyiarkan; memamerkan, mengedarkan, atau menjual kepada umum suatu ciptaan atau barang hasil pelanggaran Hak Cipta atau Hak Terkait sebagaimana dimaksud pada ayat (1) dipidana dengan pidana penjara paling lama 5 (lima) tahun dan/atau denda paling banyak Rp500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah).

© Hak cipta dilindungi oleh undang-undang. Dilarang menyebarluaskan dalam bentuk apapun

tanpa izin tertulis

INSTALASI MOTOR LISTRIKSMK/MAK Kelas XI

Tata letak buku ini menggunakan program Adobe InDesign CS3, Adobe IIustrator CS3, dan Adobe Photoshop CS3. Font isi menggunakan Myriad Pro (10 pt)B5 (17,6 × 25) cmvi + 131 halaman

Penulis : Abdian Putra Primana, S.PdEditor : Tim Quantum BookPerancang sampul : Tim Quantum BookPerancang letak isi : Tim Quantum BookPenata letak : Tim Quantum BookIlustrator : Tim Quantum BookTahun terbit : 2019ISBN : (terlampir di cover)Penerbit : PT. Kuantum Buku SejahteraAlamat : Jalan Pondok Blimbing Indah Selatan X N6 No 5 Malang - Jawa Timur

Page 3: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

iii

Kata Pengantar

Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian Teknik Instalasi Tenaga Listrik menggunakan kurikulum 2013 edisi revisi telah selesai dengan baik. Buku ini merupakan penyempurna dari edisi sebelumnya, yang diharapkan dapat menjadi buku panduan belajar dan praktik bagi siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) bidang keahlian Teknologi dan Rekayasa, Kompetensi Keahlian Teknik Ketenagalistrikan, khususnya Program Keahlian Teknik Instalasi Tenaga Listrik. Kurikulum 2013 mulai diterapkan secara bertahap pada tahun pelajaran 2013/2014. Menurut Permendikbud Nomor 70 Tahun 2013 tentang Kerangka Dasar dan Struktur Kurikulum Sekolah Menengah Kejuruan/Madrasah Aliyah Kejuruan, kurikulum 2013 dirancang dengan karakteristik yang mencakup aspek pengetahuan, keterampilan, dan sikap secara utuh. Keutuhan tersebut menjadi dasar dalam perumusan kompetensi dasar tiap mata pelajaran. Semua mata pelajaran dirancang mengikuti rumusan tersebut. Buku ajar Instalasi Motor Listrik untuk kelas XI Program Keahlian Teknik Instalasi Tenaga Listrik ini tunduk pada ketentuan tersebut. Terima kasih kepada semua pihak yang telah mendukung dan membantu terselesaikannya buku ini. Buku ini disusun dan dirancang dengan baik oleh praktisi dan akademisi yang bersinggungan langsung dengan proses belajar mengajar siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK). Harapannya, siswa dimudahkan dan siap ditempatkan di tengah masyarakat dalam menerapkan ilmu hasil belajarnya selama ini. Penyusun yakin bahwa dalam pembuatan buku ajar ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penyusun mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan buku ajar ini. Penyusun mengucapkan terima kasih banyak pada semua pihak yang terlibat dalam penyusunan buku ajar Instalasi Motor Listrik ini.

Penyusun

Abdian Putra Primana, S.Pd

Page 4: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

iv

Daftar Isi

Kata Pengantar .................................................................................................................................................. iii Daftar Isi ............................................................................................................................................ ...... iv

Bab 1 Jenis dan Karakteristik Motor Listrik ............................................................... 1 A. Jenis-Jenis Motor Listrik ................................................................................................... 3 B. Prinsip Kerja Motor Listrik ............................................................................................... 24 C. Pemilihan Motor Listrik .................................................................................................... 26 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 32 Bab 2 Macam-Macam Pengendalian Motor Listrik ................................................... 35 A. Pengendali Motor Listrik Menurut Fungsi ................................................................. 37 B. Pengendali Motor Listrik Berdasarkan Penggunaan Alat Pengendali ............ 37 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 40

Bab 3 Prinsip Kerja Komponen Pengendali Motor Listrik ........................................ 43 A. Kontaktor Magnet (Magnetic Contactor) .................................................................. 45 B. Relay ........................................................................................................................................ 47 C. Relay Penunda Waktu (Time Delay Relay) ................................................................. 48 D. Tombol Tekan (Push Button) .......................................................................................... 49 E. Lampu Pilot (Pilot Lamp) ................................................................................................. 50 F. Sakelar Pilih atau Selektor (Selector Switch) ............................................................ 50 G. Sakelar Darurat (Emergency Switch) ........................................................................... 51 H. Sakelar Apung (Float Switch) ......................................................................................... 51 I. Sakelar Tekanan (Pressure Switch) ............................................................................... 52 J. Sakelar Tekan Arus (Flow Switch) ................................................................................. 52 K. Sakelar Batas (Limit Switch) ............................................................................................ 52 L. Bahan-bahan ........................................................................................................................ 53 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 57

Bab 4 Gambar Instalasi Motor Listrik dengan Kendali Elektromagnetik................ 59 A. Diagram Blok (Blok Diagram) ......................................................................................... 61 B. Diagram Garis Tunggal (Single Line Diagram) ......................................................... 61 C. Diagram Pengawatan/Daya (Power Diagram) ......................................................... 62 D. Diagram Skematik (Schematic Diagram) ................................................................... 62 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 63

Bab 5 Sistem Proteksi Instalasi Motor Listrik ............................................................ 65 A. Persyaratan Perlengkapan Kendali dan Proteksi .................................................... 67 B. Peralatan Proteksi ............................................................................................................... 71 C. Pembumian Motor ............................................................................................................. 78 D. Pentanahan Netral Sistem ............................................................................................... 79 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 82

Page 5: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

v

Bab 6 Instalasi Motor Listrik 1 Phase dan 3 Phase dengan Kendali Elektromagnetik .................................................................................. 85 A. Sistem Pengendalian Motor Listrik .............................................................................. 87 B. Perancangan Panel ............................................................................................................ 91 C. Pemasangan Instalasi pada Panel ................................................................................ 92 D. Pembumian pada Panel ................................................................................................... 93 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 93

Bab 7 Penerapan Instalasi Motor Listrik Berbagai Kendali ...................................... 95 A. Kendali Motor Sederhana/Start-Stop ......................................................................... 97 B. Kendali Motor Jogging-Inching .................................................................................... 97 C. Kendali Motor Berurutan ................................................................................................. 98 D. Kendali Motor Bergantian ............................................................................................... 99 E. Kendali Motor Dua Arah Putar (Forward-Reverse) ................................................. 99 F. Kendali Motor Bintang Segitiga (Star-Delta/Υ- Δ) .................................................. 100 G. Kendali Motor Dua Kecepatan/Dahlander ................................................................ 101 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 102

Bab 8 Penerapan Instalasi Motor Listrik dengan Pengasutan ................................. 105 A. Pengasutan Langsung/Direct On Line (DOL) ........................................................... 107 B. Pengasutan Bintang-Segitiga (Star-Delta/Υ- Δ) ....................................................... 108 C. Pengasutan dengan Tahanan Primer (Primary Resistance) ................................ 110 D. Pengasutan dengan Tahanan Sekunder (Secondary Resistance) ..................... 110 E. Pengasutan dengan Pengaturan Tahanan Rotor .................................................... 112 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 113

Bab 9 Inspeksi Rangkaian Kendali Elektromagnetik ................................................ 115 A. Pengujian Troubleshooting ............................................................................................ 117 B. Pengecekan Berkelanjutan/Kontinu tanpa Sumber Tegangan ......................... 118 C. Pengecekan Berkelanjutan/Kontinu dengan Sumber Tegangan ..................... 119 D. Pengujian Opsional ........................................................................................................... 120 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 123

Daftar Pustaka ................................................................................................................... 124Glosarium...... ..................................................................................................................... 125Biodata Penulis .................................................................................................................. 131

Page 6: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

vi

Page 7: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 1

3.1 Memahami jenis dan karakteristik motor listrik4.1 Memilih motor listrik berdasarkan jenis dan karakteristik

Kompetensi Dasar

1BAB

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik

Page 8: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK2

Peta Konsep

Melalui kegiatan pembelajaran memahami dan menerapkan mata pelajaran instalasi motor listrik ini, diharapkan siswa terlibat aktif dalam kegiatan pembelajaran dan tanggung jawab untuk menyampaikan pendapat, menjawab pertanyaan, memberi saran dan kritik, serta:1. melalui diskusi dan menggali informasi, peserta didik dapat mengidentifikasi jenis-jenis motor listrik

dengan tepat,2. melalui latihan, peserta didik dapat mereplikasi pemasangan bagian-bagian dari motor listrik dengan

tanggung jawab,3. melalui diskusi dan menggali informasi, peserta didik dapat menjelaskan pengertian motor listrik dengan

santun,4. melalui diskusi dan menggali informasi, peserta didik dapat memilah jenis-jenis motor listrik berdasarkan

penggunaannya dengan santun,5. disediakan data kelengkapan name plate jenis-jenis motor listrik, peserta didik dapat mengemukakan

karakteristik tiap jenis motor listrik dengan tanggung jawab, dan6. melalui latihan, peserta didik dapat menunjukkan pemasangan instalasi pada motor listrik sesuai dengan

konstruksinya dengan tanggung jawab.

Tujuan Pembelajaran

Jenis-jenis Motor Listrik

Prinsip Kerja Motor Listrik

Pemilihan Motor Listrik

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik

Page 9: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 3

A. Jenis-Jenis Motor Listrik

Materi Pembelajaran

Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik terbagi atas beberapa jenis. Berikut penjelasan mengenai jenis-jenis motor listrik.A. Motor Arus Searah (DC)

1. Motor DC dengan Penguat TerpisahPada jenis motor DC ini, penguat magnetnya mendapat arus dari sumber tersendiri dan terpisah dengan sumber arus ke rotor, sehingga arus yang diberikan untuk jangkar dengan arus yang diberikan untuk penguat magnet tidak terikat satu sama lain secara kelistrikan. Karakteristik motor dengan penguat terpisah ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 1.1 Kurva Karakteristik Motor DC Penguat TerpisahSumber: Dokumen Pribadi

2. Motor DC dengan Penguat SendiriPada jenis motor DC ini, penguat magnetnya mendapat arus dari sumber yang sama dengan arus yang diberikan pada jangkar. Jadi, medan magnetnya tersambung paralel atau seri dengan jangkar.a. Motor Shunt

Belitan medan motor shunt tersambung paralel dengan jangkar, sehingga apabila tegangan sumber konstan, maka kuat medan magnet motor ini konstan. Motor shunt pada umumnya berdaya kecil. Motor shunt dengan daya besar penggunaannya tidak banyak, tetapi tetap ada, karena motor shunt mempunyai putaran yang hampir konstan.Pada keadaan operasi normal, umumnya kecepatan motor diatur dengan shunt regulator. Cara mengatur putaran atau membalik putaran serta karakteristik motor shunt ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 1.2 Karakteristik Motor ShuntSumber: Dokumen Pribadi

Page 10: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK4

Sesuai dengan karakteristiknya, motor shunt baik dipakai untuk pekerjaan yang memerlukan kecepatan putaran hampir konstan, seperti conveyor, lift, dan sebagainya.

b. Motor SeriPada motor ini, jangkar dan kumparan medan magnetnya dihubungkan dalam rangkaian seri dengan sumber tegangan. Rangkaian dan karakteristik motor seri ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 1.3 Karakteristik Motor SeriSumber: Dokumen Pribadi

Motor seri mempunyai perubahan kecepatan yang cukup besar sejalan dengan pertambahan bebannya. Pada beban besar, arus jangkar dan arus medan magnet akan naik, sehingga mengurangi kecepatan motor. Pada beban penuh, kecepatan motor seri rendah. Jika beban dikurangi, maka arus jangkar dan arus medan magnet akan berkurang, sehingga kecepatan putaran tinggi. Pada motor seri ukuran besar, jangan menjalankan motor seri tanpa dibebani, karena putarannya akan tinggi sekali dan dapat menyebabkan kerusakan pada motor. Jadi, motor seri harus selalu tersambung pada beban tetap tertentu untuk menghindari hilangnya beban mekanik motor.Oleh karena , maka torsi pada motor seri Dengan sifat-sifat yang ditunjukkan pada gambar di atas, motor seri baik dipakai untuk kereta listrik, crane, elevator, motor starter, mobil, dan sebagainya.

c. Motor KomponMotor kompon merupakan gabungan sifat dari motor shunt dan motor seri. Ada dua jenis motor kompon, yaitu motor kompon kumulatif dan motor kompon diferensial. Jenis motor kompon yang banyak dipakai adalah motor kompon kumulatif. Rangkaian dan karakteristik motor kompon ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 1.4 Karakteristik Motor KomponSumber: Dokumen Pribadi

Page 11: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 5

B. Motor Arus Bolak-balik (AC)1. Motor Tiga Fasa

a. Motor Induksi (Asynkron) Motor yang paling banyak dipakai di industri adalah jenis motor induksi. Motor induksi terdiri dari stator dengan tiga kumparan yang ditempatkan secara simetris pada alur-alurnya. Hal ini disebut motor induksi karena arus yang mengalir pada rotor adalah arus induksi akibat timbulnya GGL induksi pada konduktor-konduktor yang disebabkan medan putar stator. Dua jenis motor induksi tiga fasa yang banyak dipakai di industri yaitu jenis rotor sangkar (squirrel cage) dan rotor lilit (wound rotor) yang sering disebut motor slip ring.

Gambar 1.5 Motor InduksiSumber: Dokumen Pribadi

1) Motor Rotor Sangkar Jika daya pertama kali diberikan pada motor dalam keadaan diam, maka

stator bereaksi sebagai lilitan primer transformator dengan menghasilkan fluksi magnet yang berputar dengan kecepatan sinkron. Rotor yang menjadi kumparan sekunder yang dihubung singkat akan mengalirkan arus sirkular yang tinggi, sehingga arus start pada stator juga tinggi. Setelah rotor berputar searah dengan putaran medan stator, selisih putaran antara rotor dengan medan putar stator menjadi kecil yang menyebabkan arus sirkulasi rotor turun dan arus stator juga berkurang.

Hubungan antara arus stator dan kecepatan putaran rotor ditunjukkan pada gambar 1.6. Arus sesaat pada rotor dipengaruhi oleh frekuensi suplai, tahanan, dan induktansi rotor (impedansi rotor yang menjadi faktor yang membatasi besarnya arus rotor). Frekuensi rotor akan berubah ketika kecepatan motor berubah, sehingga torsi yang dihasilkan dapat berubah. Hubungan antara torsi dengan kecepatan putaran rotor ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 1.6 Karakteristik Motor Induksi Rotor SangkarSumber: Dokumen Pribadi

2) Motor Rotor Lilit Ada tiga pengaruh nilai tahanan pada rangkaian rotor motor induksi,

yaitu (a) mengurangi arus rotor (arus rotor akan berkurang), (b) torsi start dapat naik karena arus rotor dan medan magnet stator mendekati sefasa,

Page 12: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK6

dan (c) slip speed naik. Dengan mengubah tahanan rotor melalui tahanan asut dari rangkaian

luar pada motor slip-ring dengan rotor lilit, maka torsi yang dihasilkan dapat diatur. Karakteristik torsi-putaran dari motor slip-ring dengan tiga tahapan pengaturan tahanan rotor ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 1.7 Karakteristik Motor Induksi Rotor LilitSumber: Dokumen Pribadi

b. Motor SinkronMotor sinkron merupakan jenis motor AC dan bekerja pada kecepatan yang tetap dan frekuensi tertentu. Selain menggunakan tegangan AC, motor ini juga membutuhkan arus searah (DC) yang digunakan untuk membangkitkan daya. Jenis motor sinkron ini memiliki torsi awal yang rendah, sehingga cocok digunakan pada beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekuensi dan generator motor. Selain bagus digunakan pada beban rendah, motor sinkron juga mampu memperbaiki faktor daya sistem, sehingga sering dipakai pada pengaturan yang menggunakan banyak listrik.Komponen utama motor sinkron yang berbeda dengan motor induksi yaitu terletak pada rotor motor sinkron yang bergerak pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Keadaan tersebut memungkinkan karena medan magnet rotor tidak lagi terinduksi. Rotor motor ini memiliki magnet permanen yang dipaksa dengan mengunci pada titik tertentu jika dihadapkan dengan medan magnet lainnya. Statornya akan menghasilkan medan magnet yang berputar sama dengan frekuensi yang dipasok. Motor ini berputar pada kecepatan yang sinkron ditunjukkan pada persamaan berikut.

Ns = 120 f/PKeterangan:Ns = kecepatan putarf = frekuensi dari pasokan frekuensiP = jumlah kutub

2. Motor Satu Fasaa. Motor Induksi Satu Fasa

Prinsip kerja motor induksi satu fasa dapat dijelaskan dengan menggunakan teori medan putar silang (cross-field theory). Jika motor induksi satu fasa diberikan tegangan bolak-balik satu fasa, maka arus bolak-balik akan mengalir pada kumparan stator. Arus pada kumparan stator ini menghasilkan medan magnet seperti yang ditunjukkan oleh garis putus-putus pada gambar berikut.

Page 13: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 7

Gambar 1.8 Medan Magnet Stator Berpulsa Sepanjang Garis ACSumber: Dokumen Pribadi

Arus stator yang mengalir setengah periode pertama akan membentuk kutub utara di A dan kutub selatan di C pada permukaan stator. Pada setengah periode berikutnya, arah kutub-kutub stator menjadi terbalik. Meskipun kuat medan magnet stator berubah-ubah (maksimum saat arus maksimum dan nol saat arus nol) dan polaritasnya terbalik secara periodik, aksi tersebut akan terjadi hanya di sepanjang sumbu AC. Dengan demikian, medan magnet ini tidak berputar, tetapi merupakan sebuah medan magnet yang berpulsa pada posisi yang tetap (stationary).Seperti halnya pada transformator, tegangan terinduksi pada belitan sekunder (dalam hal ini adalah kumparan rotor). Oleh karena rotor dari motor induksi satu fasa pada umumnya adalah rotor sangkar di mana belitannya terhubung singkat, maka arus akan mengalir pada kumparan rotor tersebut. Sesuai dengan hukum Lenz, arah dari arus ini (seperti yang ditunjukkan pada gambar 1.8) adalah sedemikian rupa, sehingga medan magnet yang dihasilkan melawan medan magnet yang menghasilkannya. Arus rotor ini akan menghasilkan medan magnet rotor dan membentuk kutub-kutub pada permukaan rotor. Oleh karena kutub-kutub ini juga berada pada sumbu AC dengan arah yang berlawanan terhadap kutub-kutub stator, maka tidak ada momen putar yang dihasilkan pada kedua arah, sehingga rotor tetap diam. Dengan demikian, motor induksi satu fasa tidak dapat diasut sendiri dan membutuhkan rangkaian bantu untuk menjalankannya.

Gambar 1.9 Medan Magnet Motor dalam Keadaan BerputarSumber: Dokumen Pribadi

Page 14: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK8

Sebagai contoh, sekarang motor sedang berputar. Hal ini dapat dilakukan dengan cara memutar secara manual (dengan tangan) atau dengan rangkaian bantu. Konduktor-konduktor rotor akan memotong medan magnet stator, sehingga timbul gaya gerak listrik pada konduktor-konduktor tersebut. Hal ini diperlihatkan pada gambar 1.9 yang menunjukkan rotor sedang berputar searah jarum jam.Jika fluks rotor seperti yang diperlihatkan pada gambar 1.9 yang mengarah ke atas sesuai dengan kaidah tangan kanan Fleming, maka arah gaya gerak listrik (GGL) rotor akan mengarah ke luar kertas pada setengah bagian atas rotor dan mengarah ke dalam kertas pada setengah bagian bawah rotor. Pada setengah periode berikutnya, arah dari gaya gerak listrik yang dibangkitkan akan terbalik. Gaya gerak listrik yang diinduksikan ke rotor berbeda dengan arus dan fluks stator. Oleh karena konduktor-konduktor rotor terbuat dari bahan dengan tahanan rendah dan induktansi tinggi, maka arus rotor yang dihasilkan akan tertinggal terhadap gaya gerak listrik rotor mendekati 90o.1) Motor Split Phase Motor split phase/motor fasa belah bisa juga disebut sebagai motor

resistansi star/motor star dengan tahanan seperti motor listrik lainnya. Motor split phase terdiri dari dua bagian, yaitu stator dan rotor. Rotornya dalam bentuk rotor sangkar, sedangkan statornya terdapat dua gulungan utama dan gulungan bantu.

Kumparan utama dibuat dari kawat yang lebih besar daripada kawat kumparan bantunya. Hal itu dilakukan untuk memberikan induktansi yang tinggi dan tahanan yang rendah. Kumparan bantu dipasang di atas kumparan utama. Hal itu dilakukan untuk memberikan induktansi yang rendah dan tahanan yang tinggi, yang berarti arus dalam kumparan bantu akan mendahului kumparan utama. Adanya sudut phase menimbulkan medan putar yang tidak sempurna (tetapi cukup untuk star motor tersebut), sehingga jenis motor ini mempunyai kopel star yang buruk. 

Untuk mendapatkan medan putar yang baik, maka kumparan bantu harus diputus apabila motor sudah berputar normal. Oleh karena itu, perlu menggunakan sakelar sentrifugal yang dipasang pada poros rotor. Sakelar sentrifugal akan bekerja (membuka) karena adanya gaya entrifugal. Kumparan bantu yang menghubung deret dengan sakelar sentrifugal akan membuka pada saat putaran sudah mencapai 75% dari putaran penuh.(a) Kontruksi Motor Split Phase Struktur motor induksi fasa tunggal sama dengan motor induksi

tiga fasa jenis rotor sangkar, kecuali kumparan statornya yang hanya terdiri dari satu fasa. Pada motor split phase, lilitan stator terdiri dari lilitan utama (starting winding) dan lilitan bantu (running winding) yang berbeda sekitar 900 listrik dengan tahanan dan reaktansi yang berlainan, sehingga arus yang mengalir tidak sefasa dan mempunyai sakelar sentrifugal. Perbedaan arus kumparan utama dan kumparan bantu akan menyebabkan terjadinya perbedaan fluks medan utama dan fluks medan bantu pada stator. Akibatnya akan menghasilkan medan putar yang menimbulkan kopel mula pada motor. Dengan

Page 15: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 9

adanya kopel mula ini, maka motor akan berputar. Konstruksi motor split phase ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Gambar 1.10 Skema Motor Split PhaseSumber: Dokumen Pribadi

(b) Prinsip Kerja Motor Split Phase Pada saat motor mulai dijalankan, sakelar sentrifugal akan berada

pada posisi menutup. Jika kumparan utama dan kumparan bantu dihubungkan ke sumber tegangan, maka arus mengalir ke kumparan utama dan bantu dengan fase yang berbeda.

Perbedaan fase tersebut ditimbulkan dari medan magnet antara medan stator kumparan utama dan kumparan bantu. Kedua medan kumparan utama dan kumparan bantu menghasilkan medan putar pada stator yang menyebabkan rotor berputar. Sakelar sentrifugal akan memutuskan arus pada kumparan bantu secara otomatis jika putaran motor mencapai 70–80 % dari kecepatan nominal dan motor tetap berputar dengan memanfaatkan fluks megnetik yang dibangkitkan oleh lilitan utama.

Motor fase belah mempunyai torsi awal yang sedang dengan arus awal yang rendah. Kumparan utama mempunyai nilai resistansi yang kecil dan reaktansi yang besar, sedangkan kumparan bantu mempunyai nilai resistansi yang besar dan reaktansi yang kecil. Berikut ini gambaran sudut vektornya.

Gambar 1.11 Phasor Arus Kumparan Utama dan BantuSumber: Dokumen Pribadi

Gambar 1.11 memperlihatkan nilai torsi masing-masing kecepatan motor, mulai dari posisi diam, kecepatan nominal, sampai kecepatan sinkron. Torsi start adalah torsi yang tersedia bila motor mulai berputar dari posisi diam. Torsi beban penuh adalah torsi yang dihasilkan bila motor berputar pada keluaran nominal.

Bila beban terus diperbesar secara berangsur-angsur (dari keadaan di mana motor berputar pada keluaran nominal untuk melayani beban dan torsi maksimum dari poros motor yang digunakan dapat dilampaui), maka motor tidak mampu melayani beban dan berhenti.

Page 16: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK10

Dalam hal ini, nilai maksimum dari torsi disebut torsi maksimum Tmaks.

Gambar 1.12 Hubungan Torsi dan KecepatanSumber: Dokumen Pribadi

(c) Pemakaian Motor Split Phase Motor Split Phase biasanya digunakan untuk fan, blower, washing

machines, evaporator cooler, pompa sentrifugal, food mixer, dan lain-lain.

(d) Kekurangan Motor Split Phase Torsi start motor ini rendah, sehingga tidak dapat memikul beban

tinggi.2) Motor Kapasitor

Motor kapasitor pada umumnya sama dengan motor split phase. Perbedaan pokoknya yaitu motor kapasitor hanya menggunakan kondensator. Motor kapasitor memiliki tiga tipe. Berikut penjelasan mengenai tiga tipe motor kapasitor.

Motor Kapasitor Tipe 1 Motor kapasitor tipe 1 mempunyai kondensator yang dihubungkan secara deret dengan kumparan bantu tanpa sakelar sentrifugal. Kompensasi kumparan bantu dengan kondesator menghasilkan sudut antara fase ±90° listrik. Walaupun karakter listrik motor ini lebih baik daripada motor split phase, namun motor ini memiliki daya paling besar sebesar 1,5 HP. 

Motor Kapasitor Tipe 2Motor kapasitor tipe 2 sama dengan motor kapasitor tipe 1. Tipe motor ini dilengkapi dengan sakelar sentrifugal yang dihubungkan secara deret dengan kumparan bantu dan kondensator. Sakelar sentrifugal akan memutus kumparan Bbntu dan kondensator pada saat putaran akan mencapai (± 75 %). Kumparan bantu pada motor ini dibuat dari kawat yang agak besar dari kumparan utamanya. Motor ini mempunyai star kopel yang sangat baik daripada motor split phase. Daya motor ini dapat dibuat sampai 2 HP.

Motor Kapasitor Tipe 3Motor kapasitor tipe 3 mempunyai dua kendensator. Dua kondensator tersebut bekerja pada suatu star. Akan tetapi, setelah motor berputar pada putaran penuh, salah satu kondensator akan diputuskan oleh sakelar sentrifugal. Motor tipe ini berputar lebih baik/halus dibandingkan dengan

Page 17: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 11

motor kondensator tipe lainnya. Daya motor ini dapat dibuat sampai 3 HP.(1) Motor Kapasitor Start

(a) Konstruksi Motor Kapasitor Start Konstruksi motor kapasitor start hampir sama dengan motor fasa

belah (split phase). Perbedaannya ialah pada motor kapasitor start, terpasang kapasitor yang dipasang secara seri dengan kumparan bantu hanya ketika start motor saja. Kapasitor dipakai hanya untuk pada saat start. Jenis kapasitor yang dipakai adalah kapasitor elektrolit, seperti terlihat pada gambar berikut.

Gambar 1.13 Konstruksi Motor Kapasitor StartSumber: Dokumen Pribadi

(b) Prinsip Kerja Motor Kapasitor Start Motor kapasitor start merupakan motor fase belah. Pada saat

di-start, perbedaan fase antara kedua arus diperoleh melalui sebuah kapasitor yang dipasang seri dengan kumparan bantu, sehingga menaikkan arus pada kumparan bantu (seperti pada gambar vektor 1.14). Adanya kapasitor dapat diperoleh torsi awal yang lebih besar jika dibandingkan dengan motor fase belah. Karakteristik momen putar-kecepatan putar dari motor ini dapat ditunjukkan pada gambar berikut. Motor ini menghasilkan momen putar start yang lebih tinggi.

Gambar 1.14 Sudut Momen Putar KecepatanSumber: Dokumen Pribadi

(c) Pemakaian Motor Kapasitor Start Motor kapasitor satu fase banyak digunakan dalam peralatan

rumah tangga, seperti motor pompa air, motor mesin cuci, motor lemari es, motor air conditioning (AC), dan penggerak kompresor. Konstruksinya sederhana dengan daya kecil dan bekerja dengan tegangan suplai PLN 220V. Hal itulah yang menjadikan motor kapasitor ini banyak dipakai pada peralatan rumah tangga.

Page 18: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK12

(2) Motor Kapasitor Permanen(a) Konstruksi Motor Kapasitor Permanen Konstruksi motor kapasitor permanen hampir sama dengan

motor kapasitor start. Kapasitor dihubungkan seri dengan kumparan bantu dan tidak dilepas setelah pengasutan dilakukan dan tetap tinggal pada rangkaian. Hal ini dapat menyederhanakan konstruksi, mengurangi biaya, serta memperbaiki ketahanan motor karena sakelar sentrifugal tidak digunakan. Faktor daya, denyutan momen putar, dan efisiensi akan lebih baik karena motor berputar seperti motor dua fasa. Jenis kapasitor yang digunakan adalah kapasitor kertas.

Gambar 1.15 Skema Rangkaian Motor Kapasitor PermanenSumber: Dokumen Pribadi

(b) Prinsip Kerja Motor Kapasitor Permanen Kumparan utama dan kumparan bantu tidak mempunyai

perbedaan yang mencolok, baik nilai tahanan, rektansi induktif, maupun jumlah lilitan dan diameter penghantarnya. Oleh karena kapasitor terpasang secara terus-menerus, maka torsi yang dihasilkan menjadi baik pada saat start dan setelah berputar nominal relatif tetap. Hal ini berarti bahwa motor ini banyak digunakan pada peralatan yang membutuhkan torsi, baik awal maupun saat beroperasi yang relatif sama. Sudut fasa antar kumparan ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 1.16 Sudut Fasa Antar kumparanSumber : Dokumen Pribadi

Karakteristik momen putar–kecepatan motor ini ditunjukkan pada gambar berikut.

Page 19: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 13

Gambar 1.17 Persentase Kecepatan SinkronSumber: Dokumen Pribadi

(3) Motor Kapasitor Start-Run (Ganda)(a) Konstruksi Motor Kapasitor Start-Run (Ganda) Konstruksi motor kapasitor start-run (ganda) sama dengan

motor kapasitor jenis lainnya. Perbedaannya ialah motor ini mempunyai dua buah kapasitor (satu kapasitor digunakan pada saat start dan satu lagi digunakan pada saat berputar). Secara praktis, keadaan start dan berputar yang optimal dapat diperoleh dengan menggunakan dua buah kapasitor elektrolit. Kapasitor run secara permanen dihubungkan seri dengan kumparan bantu dengan nilai yang lebih kecil dan dipakai kapasitor kertas.

Gambar 1.18 Motor Start-Run (Ganda)Sumber: Dokumen Pribadi

(b) Prinsip Kerja Motor Kapasitor Start-Run (Ganda) Pada saat start, C1 dan C2 terhubung semua, sehingga diperoleh

beda fasa yang cukup besar antara arus pada lilitan utama dan arus pada lilitan bantu diperoleh torsi awal yang sangat besar. Setelah putaran motor mencapai 70%-80% putaran nominal, kapasitor C1 akan terlepas, namun kapasitor 2 tetap terhubung.

Sudut fasa antarkumparan sama seperti pada motor kapasitor permanen yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Page 20: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK14

Gambar 1.19 Sudut Fasa Antar KumparanSumber: Dokumen Pribadi

Karakteristik momen putar-kecepatan dari motor ini ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 1.20 Persentase Kecepatan SinkronSumber: Dokumen Pribadi

(c) Keuntungan Motor Kapasitor Start-Run (Ganda) Keuntungan motor kapasitor start-run (ganda) yaitu mempunyai

faktor kerja dan efisiensi motor yang baik, kopel mula berkisar 100%-125% dari kopel beban penuh, dan mempunyai gerak mula yang lebih besar dibandingkan dengan motor split fase, sehingga lebih baik digunakan untuk sistem yang memerlukan gerak (daya) lebih besar.

3) Motor Shaded PoleMotor shaded pole atau motor kutub bayangan adalah adalah sebuah motor induksi satu fasa yang dilengkapi dengan belitan bantu yang dihubungkan secara paralel dengan belitan utama. Stator motor shaded pole berbentuk sepatu kutub (salient). Kumparan stator hanya terdiri dari kumparan utama. Untuk membentuk medan putar, maka dipasang shaded coil yang merupakan suatu rangkaian tertutup pada sepatu kutub tersebut.Tegangan bolak balik dari kumparan utama akan diinduksikan pada shaded coil. Dengan adanya tegangan induksi ini, maka pada shaded coil akan mengalir arus dan menimbulkan fluks lawan dari kumparan utama. Dengan demikian, terjadi beda fasa antara fluks kumparan utama dengan fluks shaded coil (kumparan bayangan). Kedua fluks tersebut berbeda nilainya dan dianggap kutub itu menghasilkan fluks lemah (dalam cincin) dan di superimpose fluks kuat (di luar cincin), sehingga terdapat medan putar.

Page 21: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 15

Motor ini dibuat dengan ukuran motor fraction horse power dan digunakan untuk bermacam kebutuhan, seperti kipas angin dua kecepatan, hair drayer, blower, dan sebagainya. Motor ini mempunyai kopel start yang rendah dan hanya bekerja pada tegangan AC.Shaded pole motor ini merupakan jenis yang sederhana dari motor induksi yang mengasut sendiri. Motor ini terbatas pada ukuran-ukuran yang kecil, memiliki torsi pengasut yang jelek, dan sangat tidak efisien. Untuk memudahkannya, diasut dengan mengimbangi kerugian tersebut jika beban sangat ringan. Peristiwa ini merupakan suatu contoh yang menarik elektromagnet.Konstruksinya sendiri terdiri dari sebuah motor sangkar yang terhubung singkat dan stator yang terbentuk dari salient pada jala-jala motor arus searah. Setiap lempeng kutub disisipkan pada satu sisi dan sebuah gelang tembaga dipasang pad abagian tertutup (terlindungi) yang lebih kecil. Arus-arus pusar diindusir di dalam gelang yang bekerja sebagai sekunder sebuah transformator yang terhubung singkat. Motor ini biasa digunakan pada alat yang tidak membutuhkan torsi yang besar dan banyak pemeliharaan. Motor shaded pole ini termasuk motor satu phasa daya kecil dan banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga sebagai motor penggerak kipas angin atau blender. Konstruksinya sangat sederhana. Pada kedua ujung stator, terdapat dua kawat yang terpasang dan dihubungsingkatkan fungsinya sebagai pembelah phasa.(a) Konstruksi Motor Shaded Pole Rotor berbentuk sangkar, stator motor shaded pole berbentuk sepatu

kutub (salient), kumparan stator hanya terdiri dari kumparan utama, dan memiliki kutub bayangan dengan menggunakan shaded coil (suatu rangkaian tertutup pada kutub sepatu tersebut). Motor ini mempunyai kutub tonjol dan sebagian dari masing-masing kutub dikelilingi oleh lilitan rangkaian terhubung singkat yang terbuat dari tembaga yang disebut kumparan terarsir, seperti pada gambar berikut.

Gambar 1.21 Skema Rangkaian Motor Shaded PoleSumber: Dokumen Pribadi

Stator dalam motor shaded pole merupakan kutub-kutub yang bagian permukaannya ditempatkan cincin yang terbuat dari tembaga. Cincin inilah yang menyebabkan terjadinya kutub bayangan. Rotor dalam

Page 22: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK16

motor shaded pole adalah bagian yang berputar dan tipenya adalah rotor sangkar. Penyangga poros rotor ini sangat sederhana yang dibuat dari besi plat yang dibentuk sedemikian rupa, sehingga dapat memegang bagian rotor yang berputar. Belitan stator dibelitkan sekeliling inti membentuk seperti belitan transformator. Rotornya berbentuk sangkar tupai dan porosnya ditempatkan pada rumah stator ditopang dua buah bearing.

Gambar 1.22 Motor Shaded Pole/Motor Fasa TerbelahSumber: Dokumen Pribadi

Irisan penampang motor shaded pole memperlihatkan dua bagian, yaitu bagian stator dengan belitan stator dan dua kawat shaded pole. Bagian rotor sangkar ditempatkan di tengah-tengah stator, seperti pada gambar berikut.

Gambar 1.23 Penampang Motor Shaded PoleSumber: Dokumen Pribadi

Torsi putar dihasilkan dari adanya pembelahan phasa oleh kawat shaded pole. Konstruksi yang sederhana, daya yang kecil, handal, mudah dioperasikan, bebas perawatan, dan cukup disuplai dengan tegangan AC 220 V. Jenis motor shaded pole banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga kecil.

Gambar 1.24 Rangkaian Motor Shaded PoleSumber: Dokumen Pribadi

Page 23: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 17

(b) Prinsip Kerja Motor Shaded PoleApabila motor tersebut dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik pada kumparan kutub, maka poros akan bergerak dari kutub utama ke kutub bayangan. Bergesernya poros medan magnet menyebabkan seakan-akan kutub itu bergerak. Oleh sebab itu, rotor berputar dari kutub utama ke kutub bayangan. Berdasarkan hukum Faraday, lilitan yang dihubung singkat yang ada pada kutub magnet akan terbentuk GGL induksi dan arus induksi. Arus yang timbul akan menghasilkan fluks magnet yang arahnya selalu melawan fluks utama (bagian ini disebut kutub bayangan). Arus imbas yang terdapat pada kumparan yang terarsir menyebabkan fluks yang berada pada bagian lain. Hasilnya seperti medan putar yang bergerak dalam arah dari daerah kutub yang tidak terarsir ke bagian kutub yang terarsir dan menimbulkan momen putar saat dihidupkan yang kecil.

(c) Karakteristik Motor Shaded Pole

Gambar 1.25 Karakteristik Motor Shaded PoleSumber: Dokumen Pribadi

(d) Kerusakan pada Motor Shaded PoleKerusakan yang sering terjadi adalah kumparan penguat medan sering terbakar yang disebabkan putaran rotor terganggu atau macet. Untuk memperbaikinya, dapat digulung ulang.

(e) Pemeliharaan dan Perbaikan Motor Shaded PoleCara-cara pemeliharaannya hampir sama dengan motor induksi lain, tetapi jenis motor ini lebih mudah dalam menentukan pemeliharaan dan perbaikannya. Sebab, konstruksinya relatif kecil dan sederhana. Mayoritas kerusakan pada bantalan sering aus dan kumparan stator sering terbakar atau putus. Cara yang lebih cepat dan mudah untuk memperbaikinya yaitu dengan mengganti seluruh kumparan motor tersebut (banyak dijual di pasaran).

b. Motor Non-Induksi Satu Fasa 1) Motor Universal

Motor universal adalah motor seri arus bolak-balik, konstruksi maupun karakteristik motor universal sama dengan motor seri arus searah (motor seri DC). Keuntungan motor universal ini ialah dapat dioperasikan dengan sumber tegangan bolak balik atau dengan tegangan arus searah pada nilai tegangan yang sama.Stator motor universal dapat berupa sepatu kutub (salient pole) maupun stator silinder (non salient). Motor universal dengan stator sepatu kutub

Page 24: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK18

umumnya beroperasi untuk daya 250 Watt (1/4 HP) ke bawah. Stator non salient dioperasikan untuk daya di atas 250 Watt.Kecepatan beban nol motor ini sangat tinggi. Namun pada saat beban dipasang, maka kecepatan motor berkurang dan akan terus berkurang jika bebannya bertambah lagi. Pengaturan kecepatan motor universal dapat dilakukan dengan cara memasang tahanan depan (rheostat resistance) yang dihubungkan seri dengan motor. Tahanan depan yang diatur bervariasi pada motor akan memberikan tegangan masuk bervariasi pada motor, sehingga fungsi tegangan terhadap kecepatan sesuai dengan formula dasar dari motor listrik. Pengaturan kecepatan kedua adalah dengan kumparan medan dibuat dalam beberapa tingkat (step) untuk memberikan variasi impedansi lilitan medan, sehingga fluksi medan terhadap kecepatan sesuai dengan rumus dasar motor listrik. Dengan pengaturan tap-tap lilitan medan (impedansi medan), maka kecepatan motor dapat diatur. Kopel start motor universal cukup besar dan kecepatannya bervariasi menurut beban.Motor ini dapat menggunakan sumber daya AC maupun DC, sehingga disebut sebagai motor universal. Motor ini dapat digunakan pada motor mesin jahit, motor bor, mixer, dan sebagainya. Untuk motor yang sama, bila dihubungkan sumber AC, maka didapatkan putaran yang lebih tinggi. Putaran motor universal biasanya tinggi, khususnya dalam keadaan tanpa beban.(a) Konstruksi Motor Universal

Bentuk stator dari motor universal terdiri dari dua kutub stator. Belitan rotor memiliki dua belas alur belitan dan dilengkapi komutator dan sikat arang yang menghubungkan secara seri antara belitan stator dengan belitan rotornya. Stator dapat berupa salient pole untuk daya 250 watt (1/4 HP ke bawah) maupun non salient (di atas ¼ HP).

Gambar 1.26 Konstruksi Motor UniversalSumber: Dokumen Pribadi

Motor universal dibuat dalam dua jenis, yaitu kutub terpusat/dengan sepatu kutub tanpa kumparan kompensasi (kekuatan rendah) dan kutub terbagi/dengan kumparan stator seri phase yang biasanya dilengkapi kumparan kompensasi (kekuatan tinggi).Stator dalam motor universal adalah tempat kumparan medan magnet diletakkan. Pada umumnya, motor universal mempunyai dua kutub. Konstruksi dari stator motor universal dapat dilihat pada gambar 1.27a dan 1.27b

Page 25: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 19

Gambar 1.27a Klem Pengaman Kumparan Gambar 1.27b Pantek pada Inti

Sumber: Dokumen Pribadi

Gambar 1.28 Pengatur Putaran Motor UniversalSumber: Dokumen Pribadi

Rotor (armature) yaitu bagian yang berputar. Rotor terdiri dari dua bagian, yaitu jangkar dan komutator. Jangkar adalah tempat belitan kawat email dan ujung-ujung belitanya ditempatkan pada komutator yang sesuai dengan langkah belitan jangkar. Salah satu ujung poros rotor (shaft) dibuat roda gigi memanjang untuk tempat memindahkan beban atau meneruskan putaran motor ke alat lain.

Gambar 1.29 Bagian Motor universalSumber: Dokumen Pribadi

Page 26: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK20

(b) Karakteristik Motor Universal

Gambar 1.30 Karakteristik Motor UniversalSumber: Dokumen Pribadi

Rotor juga terdiri dari pelat-pelat dinamo. Kumparan rotor seperti kumparan rotor DC. Alur-alur rotor dapat dibuat sejajar dengan paras atau miring. Motor universal kutub terbagi (distributed field). Kumparan magnet seperti kumparan stator satu phase dan kumparan rotor/jangkar seperti kumparan motor DC. Kumparan stator kadang-kadang dilengkapi dengan kumparan kompensasi untuk menaikkan faktor kerja.

Gambar 1.31 Rangkaian Ekuivalen Motor UniversalSumber: Dokumen Pribadi

(c) Prinsip Kerja Motor UniversalMotor universal dapat digunakan pada sumber arus searah atau sumber arus bolak-balik. Jika motor universal dihubungkan pada sumber arus bolak-balik, maka pada lilitan penguat magnet akan terbentuk GGL induksi. Bila dihubungkan sumber AC umumnya, didapatkan putaran yang lebih tinggi.

Page 27: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 21

Gambar 1.32a Gambar 1.32bHubungan dan Grafik Motor Universal (a) ½ Periode Positif dan (b) ½ Periode Negatif

Sumber: Dokumen Pribadi

Putaran motor universal biasanya tinggi, khususnya dalam keadaan tanpa beban. Berdasarkan persamaan torsi T = k . Ia . F, bila motor dihubungkan dengan sumber AC, pada saat ½ periode positif, motor berputar berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Pada ½ periode negatif, menurut hukum tangan kiri, motor tetap berputar berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Sebab, perubahan arah arus pada kumparan penguat bersamaan dengan perubahan arah arus pada rotor. Dalam hal ini, arus jangkar menjadi (-la) dan fluks magnit menjadi (-F) . T = k (-Ia) (-F) nilainya tetap sama dengan keadaan pertama (positif ). Dengan demikian, meskipun dihubungkan dengan sumber AC, arah putaran tidak berubah.

(d) Membalik Putaran

Gambar 1.33a Gambar 1.33bCara Membalik Arah Putar Motor Universial (A) Sebelum dan (B) Sesudah

Sumber: Dokumen Pribadi

Untuk mengatur putaran motor universal, dapat dilakukan dengan memasang tahanan seri terhadap kumparan penguat. Motor mesin jahit kontrol tersebut sebagai pengatur putaran sekaligus sebagai sakelar on/off karena pada posisi tertinggi (maksimum) tahanan pengatur terputus.

(e) Pemakaian Motor UniversalMotor universal memiliki kecepatan tinggi sekitar 3000 rpm. Motor universal dipakai pada beban dengan momen asut yang tinggi. Contohnya bor tangan, mesin gerinda, penghisap debu, dan perkakas dapur.

Page 28: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK22

(f ) Aplikasi Motor UniversalMotor universal sering di gunakan dalam vacuum cleaner, sewing machine, hand tools, dan peralatan yang membutuhkan putaran tinggi.

(g) Gangguan dan Kerusakan Motor UniversalKerusakan yang sering terjadi pada motor universal adalah (1) sikat arang mengeluarkan bunga api karena kedudukan sikat tidak tepat, perpendekan sikat, dan komutatornya kotor, (2) gulungan magnit terbakar karena tegangan yang tidak sesuai, dan (c) lamel komutator aus, sikat arang terlalu keras.

2) Motor Repulsi(a) Konstruksi Motor Repulsi

Motor repulsi mempunyai dua buah kumparan, yaitu kumparan medan stator dan kumparan rotor. Kedua kumparan tersebut tidak mempunyai hubungan galvanis antara satu sama lainnya. Konstruksi rotornya hampir sama dengan rotor motor arus searah/DC. Motor repulsi mempunyai sebuah belitan stator yang diatur untuk dihubungkan ke sumber tegangan dan sebuah belitan rotor yang dihubungkan ke sebuah komutator. Secara prinsip, motor listrik ini mempunyai belitan stator sama seperti jenis motor satu fasa, tetapi motor ini mempunyai rotor seperti rotor motor arus searah dengan sikat-sikat yang berlawanan pada jangkar yang dihubung singkatkan. Sikat (brush) dihubungsingkatkan secara permanen.

Gambar 1.34 Jangkar Motor RepulsiSumber: Dokumen Pribadi

(b) Prinsip Kerja Motor RepulsiSecara prinsip, motor listrik ini mempunyai belitan stator sama seperti jenis motor satu fasa, tetapi motor ini mempunyai rotor seperti rotor motor arus searah dengan sikat-sikat yang berlawanan pada jangkar

Page 29: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 23

yang dihubungsingkatkan. Sikat (brush) dihubungsingkatkan secara permanen. Kumparan stator dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik, sehingga mengalir arus pada stator dan timbul tegangan induksi pada rotor. Arus induksi pada rotor menimbulkan magnet. Resultan dari kedua kutub medan dan kutub jangkar menyebabkan terjadinya medan putar. Medan putar ini terjadi jika kedudukan sikat digeser dari garis netral. Garis netral adalah letak garis sumbu sikat segaris dengan sumbu kumparan stator, yaitu garis medan magnet rotor sama dengan statornya. Kecepatan motor listrik dapat diatur dengan cara menggeser letak sikat ke kiri atau ke kanan dari garis netral. Semakin besar sudut pergeseran, maka semakin besar perubahan kecepatan motor listrik. Demikian pula terhadap momen kopel dari motor.Motor repulsi biasa digunakan pada mesin bor, gerinda, dan sebagainya. Macam-macam motor repulsi yaitu motor repulsi berkompensasi, motor start repulsi jalan induksi, dan motor repulsi induksi. Motor repulsi dapat dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu motor repulsi start (induction run motor), motor repulse, dan motor repulsi induction full. Prinsip kerja dari ketiga motor listrik tersebut sama. Perbedaannya terletak pada sifat dan pemakaiannya. Untuk lebih jelasnya, sirkuit diagram dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 1.35 Sirkuit Digaram Motor RepulsiSumber: Dokumen Pribadi

Motor repulsion start induction run motor gerak mulanya seperti motor repulsi. Apabila tercapai kecepatan penuh, maka kumparan rotor dihubungsingkatkan dengan menggunakan sakelar sentrifugal, sehingga motor akan berubah menjadi motor rotor sangkar dengan kecepatan tetap. Motor repulsi ialah motor dengan kumparan rotor lewat komutator di mana sikat-sikatnya dihubungsingkatkan. Motor repulsion induction full ialah motor listrik yang menggunakan rotor sangkar pada bagian bawah dari alur kumparan rotor (rotor mempunyai dua tingkat alur, yaitu alur sangkar dan alur kumparan).

Page 30: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK24

Motor tipe ini tidak dilengkapi dengan sakelar sentrifugal. Prinsip gerak mulanya sama dengan tipe motor repulsion start induction run motor.Kopel mula motor repulsi sama dengan motor kapasitor start yang berkisar antara 300%-350% dari kopel beban penuh. Arus start pada motor repulsi ini jauh lebih mudah 30%-40% dibandingkan dengan jenis motor satu fasa lainnya. Variasi kecepatan waktu beban penuh terjadi slip antara 2,5 %–5 %. Motor repulsi dibuat dalam ukuran ¼-5 HP pada kecepatan 1800 rpm dengan kopel awal 350 % dari kopel beban penuh. Karakteristik ini sangat baik karena motor listrik beroperasi dengan kecepatan yang berubah ubah di samping motor mempunyai gerak mula yang besar, sehingga dapat digunakan untuk beban yang berat.

(c) Pemakaian Motor RepulsiMotor repulsi dipakai pada beban dengan momen asut tinggi. Contohnya pengangkat gandum dan perkakas pertanian.

(d) Kerugian Motor RepulsiKerugian motor repulsi yaitu terjadi percikan pada sikat, komutator dan sikat akan cepat habis sehubungan dengan gesekan dan panas yang terjadi, dan faktor daya yang kecil pada kecepatan rendah. Dalam keadaan tanpa beban, kecepatan motor sangat tinggi dan berbahaya.

(e) Aplikasi Motor RepulsiOleh karena starting motor dan percepatan yang baik, motor repulsi sangat ideal untuk value operators, farm motor applications, hoists, floor maintenance machines, air compressors, laudry equipment, dan mining equipment.

B. Prinsip Kerja Motor Listrik

Prinsip kerja motor listrik berdasarkan hukum gaya Lorentz dan kaidah tangan kiri Fleming berbunyi:“Apabila sebatang konduktor yang dialiri arus listrik ditempatkan di dalam medan magnet, maka konduktor tersebut akan mengalami gaya. Arah dari gaya yang dialami oleh konduktor tersebut ditunjukkan oleh kaidah tangan kiri fleming”.

Gambar 1.36 Efek Motor yang Dihasilkan Oleh Arus ListrikSumber: Dokumen Pribadi

Page 31: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 25

Gaya tersebut dialami oleh setiap batang konduktor pada rotor, sehingga menghasilkan putaran dengan torsi yang cukup untuk memutarkan beban yang dikopel dengan motor. Kecepatan putaran dan besarnya torsi jual menentukan motor tersebut sesuai untuk suatu pekerjaan.

Gambar 1.37 Kaidah Tangan Kiri FlemingSumber: Dokumen Pribadi

A. TorsiBesarnya gaya yang dihasilkan pada konduktor yang dialiri listrik arus dan berada dalam medan magnet dinyatakan dengan persamaan berikut.

F = B . I . lKeterangan:F = gaya yang dialami oleh konduktor (newton)B = kerapatan fluksi magnit (Wb / m2)l = panjang konduktor (m)I = kuat arus yang mengalir pada konduktor (A)Dalam prakteknya, rotor terdiri dari sejumlah konduktor (Z) dan juga mempunyai beberapa cabang lilitan (a), sehingga persamaannya menjadi:

F = B . I . l . Z / aOleh karena torsi : T = F.r, di mana r adalah radius perputaran, maka:

T = B . I . l . Z . r / aSelanjutnya, oleh karena satu keliling putaran adalah 2 r dan induksi magnet yang dihasilkan oleh tiap kutub, maka persamaan dapat dinyatakan sebagai berikut.

T = P . Ø . I . Z / 2 a. NmOleh karena pada sebuah motor nilai-nilai P,Z, 2 dan a konstan, maka:

T = C . Ø . I. NmDari persamaan tersebut, oleh karena nilai Ø = l . N, maka dapat dinyatakan bahwa torsi berbanding lurus dengan kuat arus dan jumlah konduktor.Contoh: Motor 4 kutub, 30 lilitan dengan jumlah kawat tiap lilitannya 20. jika fluksi perkutub 0,02 Wb dan arus yang mengalir 19 A, maka hitunglah torsi yang dihasilkan! Jawaban:Cabang jangkar (a) = 4T = P . Ø . I . Z / 2 a = 4 x 0,02 x 19 x 30 x 20 / 2 x 3,14 x 4 = 36,3 Nm

B. Gaya Gerak Lisrik (GGL) LawanApabila rotor dari motor listrik berputar, maka pada saat itu prinsip generator berlaku, sehingga pada rotor akan dibangkitkan gaya gerak listrik yang arahnya menentang

Page 32: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK26

GGL. Hal itu disebut gaya gerak listrik (GGL) lawan yang besarnya dinyatakan dengan persamaan berikut.

Eb = P . Ø . n . Z / a . 60GGL lawan ini membatasi arus rotor agar tidak menjadi sangat besar. Dari persamaan tersebut, nilai-nilai P, Z, a, dan 60 pada motor merupakan nilai-nilai yang tetap/konstan (c), sehingga diperoleh:

Eb = c . n . Ø atau n = Eb / c . ØC. Daya Output Motor

Daya output yang diperlukan untuk menghasilkan torsi satu putaran adalah sebagai berikut.

Keterangan:f = putaran/detik atau n = putaran/menitmaka;

atau;

C. Pemilihan Motor Listrik

Kegiatan memilih dan memanfaatkan motor listrik dilakukan tidak hanya sekadar coba-coba, melainkan sudah dikaji berdasarkan analisis/pertimbangan yang tepat. Cara yang dapat dilakukan ialah (a) bacalah identitas yang tertulis pada pelat nama motor, (b) selanjutnya hitunglah kesesuaian dayanya, kesesuaian momen putarnya, kesesuaian putaran motor, dan kesuaian sistem transmisi mekanik, (b) keadaan ruang kerja sesuai dengan konstruksi motor, termasuk kesesuaian dengan catu daya motor, dan (c) berpijak pada persyaratan PUIL yang sedang berlaku.Sesuai dengan syarat umum pemilihan motor (551 PUIL 2000), pada badan motor listrik, oleh pabrik pembuatnya selalu dilengkapi dengan pelat nama yang memuat informasi atau keterangan penting mengenai spesifikasi teknis mesin yang bersangkutan. Informasi tersebut meliputi (a) nama pembuat, (b) tipe dan nomor seri, (c) daya motor, (d) jenis motor, (e) tegangan pengenal, (f ) arus beban pengenal, (g) frekuensi pengenal dan jumlah fase untuk motor arus bolak-balik, (h) putaran permenit pengenal, (i) suhu lingkungan pengenal dan kenaikan suhu pengenal, (j) kelas isolasi, (k) tegangan kerja dan arus beban penuh sekunder untuk motor induksi rotor lilit, (l) jenis lilitan, dan sebagainya. Makna identitas yang tertulis pada pelat nama motor antara lain sebagai berikut.1. Informasi Mengenai Pabrik Pembuat

Informasi tersebut dimaksudkan untuk memberikan pertanggungjawaban teknis kepada para pemakai, sehingga bila terjadi sesuatu yang berhubungan dengan masalah teknis, pembelian lagi karena kepercayaan kualitas, atau penggantian komponen menjadi komunikatif. Contohnya AEG, Siement, China, Japan, England, dan lain-lain.

2. Tipe dan Nomor Seri MotorMisalnya Tipe ICC L dengan nomor: 71196, keluaran: Mitsubisi; Tipe: SCA90 M buatan

Page 33: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 27

ELINDO, dan lain sebagainya. Keterangan tipe ini diperlukan untuk database di pabrik pengguna, sebagai identitas pendataan, dan juga manakala ada konsumen yang memesan mesin/onderdil baru untuk menggantikan yang lama menjadi mudah/komunikatif dan memperoleh ukuran yang tepat.

3. Daya MotorDaya output motor yang bersangkutan dinyatakan dalam satuan HP (1 HP = 746 W), PK (1 PK = 736 W) , atau KW. Contoh daya motor merk AEG adalah 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 3; 4; 5,5; 7,5; 10; 15; 20; 25; 30 HP.Jika Anda akan menghubungkan motor ke beban, maka perlu dipilih kesesuaian (seimbang dan tidak berlebihan) antara daya motor dengan berat beban yang akan dipikul oleh motor. Anda juga perlu memberikan sedikit toleransi daya gerak pada motor agar tidak mengalami kerugian mekanik, misalnya rugi karena gesekan pada laker, transmisi, puly, roda gigi, dan segala macam gerakan mekanis pada beban karena hal tersebut yang menanggung adalah motornya. Daya motor (P = Power) dinyatakan dalam satuan HP (Horse Power), di mana 1 HP = 746 Watt. Adapun rumus yang diperlukan adalah sebagai berikut.a. Untuk Gerakan Lurus

Keterangan:N = Daya output motor……..(HP)P = Besarnya beban yang bergerak (Kg)V = Kecepatan beban yang bergerak (meter per detik)η = Rendemen atau efisiensi total dari mesin (beban)

b. Untuk Gerakan Berputar

Keterangan:N = Daya output motor…(HP)M = Momen putaran dari beban (Kg meter)n. = Putaran dari beban (RPM)η = rendemen total dari mesin/rendemen mekanis

c. Untuk Menggerakkan Blower/Kipas Angin

Page 34: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK28

Keterangan:N = Daya motor.(HP)V = Volume udara yang dialirkan per detik (m³ per detik)P = Tekanan udara yang dihasilkan oleh blower (Kg/m²) η = Rendemen total dari blower

d. Untuk Pemompaan Zat Cair

Keterangan:N = Daya motorV = Debit zat cair ( m² per detik )j = Berat jenis zat cair (Kg/dm³) η = Rendemen total dari mesin pompah = Achtual head + friction headJumlah tinggi sesungguhnya dari zat cair yang dipompa + tinggi semu yaitu tinggi yang harus dibayangkan akibat gesekan zat cair dan pipa (dalam satuan meter).

4. Jenis MotorBagian ini dimaksudkan untuk memberikan informasi kepada pemakai tentang jenis motor. Dalam hal ini, jenis motor dapat bedakan menjadi;a. Motor Arus Searah (Dirrect Current)

1) Motor DC berpenguat sendiri(a) Motor DC seri(b) Motor DC shunt(c) Motor DC compound (compound pendek dan compound panjang)

2) Motor DC berpenguat tersendiri/ berpenguat luar atau bebasb. Motor Arus Bolak-balik (Alternating Current)

1) Motor Satu Fasa (Single Fase Motor)(a) Motor kapasitor (capasitor motor)(b) Motor komutator (commutator motor)(c) Motor universal(d) Motor repulsi (repultion motor)(e) Motor fasa belah (split phase motor)(f ) Motor kutub bayang (shaded pole)

2) Motor Tiga Fasa (Three Phase Motor)(a) Motor asinkron (induction motor)

(1) Motor induksi dengan rotor hubung singkat atau rotor kurungan (squirrel cage induction motor) disebut

(2) Motor induksi dengan rotor belit atau cincin seret (wound rotor induction motor)

(3) Motor induksi dengan dua kecepatan (dahlander)(b) Motor sinkron (syncronous motor)

Page 35: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 29

5. Tegangan pengenalTegangan pengenal merupakan jenis tegangan DC atau AC dan nilai tegangan yang diminta oleh motor tersebut. Jika motor tersebut dihubungkan ke jala-jala listrik, maka akan mendapatkan tegangan yang sesuai. Contoh tegangan pengenal untuk motor DC yang ada di pasaran yaitu 12 VDC, 24 VDC, 45 VDC, 110 VDC, 220 VDC, dan lain-lain. Contoh tegangan pengenal untuk motor AC yaitu motor AC yang hanya bisa dilayani oleh satu macam teganga saja (misalnya 110 V AC) dan motor AC yang dapat dilayani baik untuk tegangan jala-jala 110 V maupun 220 V, dengan cara mengubah koneksi terminal box. Tutup terminal box motor biasanya dilengkapi layout hubungan tegangan klem, misalnya 110/220 V. Untuk motor tiga fasa, informasi tegangan terminal selalu diikuti dengan koneksi belitan motornya. Contoh Ỵ/Δ: 220/380 V, yang berarti jika tegangan jala-jala PLN 110/220, maka motor harus dihubungkan delta dan jika tegangan jala-jala PLN 220/380, maka motor harus dihubungkan secara bintang. Selain informasi jumlah fasa, juga harus menyertakan frekuensi kerja. Hal ini penting karena frekuensi jala-jala berhubungan dengan putaran dari motor. Di Indonesia, frekuensi jala-jala ditetapkan 50 Hz, sedang di negara lain ada yang menggunakan frekuensi sebesar 60 Hz.

6. Arus PengenalArus pengenal merupakan informasi teknis arus nominal yang dibutuhkan pada saat keadaan motor bekerja pada beban penuh. Contoh untuk motor tiga fasa yaitu Ỵ/Δ: 220/380 V: 3,4/2 Ampere, yang berarti jika motor dihubungkan delta (220V/coil), maka arus nominalnya 3,4 Ampere dan jika motor dihubungkan star, maka arus nominal/fasa adalah 2 Ampere. Motor fasa tunggal dengan satu macam tegangan berarti arus pengenalnya juga satu macam saja, misal In = 2,5 A. Motor satu fasa dengan tegangan ganda, misal 110/220 V AC; 2 / 1 A, memiliki arti jika motor tersebut dihubungkan ke sumber tegangan 110 V, maka arus nominalnya 3,4 Ampere dan jika sumber tegangan 220 V AC, maka arus nominalnya adalah 1 Ampere.

7. Informasi tentang Kelas IsolasiKelas isolasi menurut VDE 0532 adalah sebagai berikut.a. Isolasi kelas A: Bahan-bahan organis (seperti sutra dan kertas) diolah dengan bahan

pengikat organis. Suhu tetap tertinggi di tempat terpanas 105º C.b. Isolasi Kelas Ao: Bahan-bahan organis (seperti sutra dan kertas) direndam dalam

sejenis minyak. Suhu tetap tertinggi di tempat terpanas 115º C.c. Isolasi kelas E: Kertas lak, kertas tebal, dan lain-lain. Bahan kertas yang direndam

dengan lak dammar buatan. Suhu tetap tertinggi di tempat terpanas untuk keduanya 120º.

d. Isolasi kelas B: Bahan-bahan anorganis (seperti asbes, bahan-bahan gelas, dan bahan-bahan mineral serupa) direndam/diolah dengan lak dammar buatan. Suhu tetap tertinggi di tempat terpanas 130º C.

e. Isolasi kelas F: Bahan (sama seperti isolasi kelas B) direndam/diolah dengan silikon yang diolah dengan bahan-bahan organis. Suhu tetap tertinggi 155º C.

f. Isolasi kelas H: Bahan (sama seperti isolasi kelas B) direndam/diolah dengan silikon murni. Suhu tetap tertinggi 180º C.

g. Isolasi kelas C: Porselen, bahan-bahan gelas, kwarsa, dan bahan-bahan serupa tahan api. Tidak direndam atau diolah. Suhu tetap tertinggi hanya dibatasi oleh tahanan isolasi listrik.

Page 36: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK30

8. PutaranPutaran memberikan informasi kecepatan nominal dari rotor yang dinyatakan dengan banyaknya putaran per menit (number of rotation per minute) atau disingkat RPM. Putaran medan (n1) suatu motor induksi dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut.

Pf.1201n = ......... Rpm

Keterangan:n1 = putaran medan ……………………. RPMf = frekuensi jala-jala …………………. Hz ; CPSP = Jumlah kutub dari mesinBerikut ini ditunjukkan contoh hubungan antara putaran, frekuensi, dan jumlah kutub.

Jumlah

Kutub

‘n (ppm)

f = 50 Hz f = 60 Hz

2 3000 3600

4 1500 1800

6 1000 1200

8 750 900

10 600 720

12 500 600

16 375 450

20 300 360Tabel 1.1 Hubungan antara Putaran, Frekuensi, dan Jumlah Kutub

Sumber: Buku Ajar Jurusan Teknik Elektro UM

Cara operasi suatu unit mesin produksi ada kalanya membutuhkan pengaturan putaran secara halus atau kasar dan bahkan ada pula yang tidak membutuhkan pengaturan putaran. Menurut VDE, kerja motor dapat diklasifikasikan sebagai berikut.a. Continuous rating (kerja terus-menerus) dengan simbol “D.B”.b. Short time rating (kerja jangka pendek), dengan simbol “K.B”.c. Intermittend rating (kerja terputus-putus atau kerja berkala), dengan simbol “A.B”.d. Continuous operation with intermittend loading (mesin beroperasi terus, tetapi beban

terputus-putus), dengan simbol “SAB”.e. Continuous operation with short time loading (mesin beroperasi terus, tetapi beban

dalam jangka pendek), dengan simbol “DKB”.Klasifikasi ini juga erat hubungannya dengan pemilihan motor yang sesuai. Jenis motor arus searah (DC) adalah motor yang amat mudah diatur kecepatannya. Itulah sebabnya motor DC banyak digunakan pada suatu industri yang banyak menggunakan mesin yang memerlukan perubahan kecepatan dengan amat halus. Akan tetapi, keberatan pada motor DC adalah pada sumber tenaganya (harus disiapkan sumber tenaga DC). Selain itu, harga motor DC sangat mahal karena rumitnya pengawatan mesinnya sendiri. Jika terjadi kerusakan kawat, maka biaya penggulungan ulang sangat besar. Untuk mengatasi hal tersebut, saat ini telah dihadirkan suatu alat yang berfungsi untuk mengatur putaran motor asynkron (disebut inverter).

Page 37: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 31

9. Keadaan lingkunganPemilihan motor harus disesuaikan dengan lingkungan motor tersebut akan dipasang. Kondisi lingkungan kerja ini sangat bervariasi, sehingga menuntut pemilihan motor serta kelengkapan instalasi yang sesuai. Misalnya ruang lembab (seperti gudang di bawah tanah), ruang sangat panas (contohnya pabrik baja), ruang berdebu (seperti pabrik pembuatan batu koral), ruang dengan gas, ruang dengan debu yang sangat korosif, ruang kerja kasar, dan lain sebagainya. Dari berbagai jenis ruang tersebut, akan timbul kesalahan besar jika memasang motor listrik jenis terbuka dalam ruang kerja yang berdebu. Menurut butir 5.5.2.2 PUIL 2000, dalam lingkungan berdebu, motor harus tertutup rapat atau kedap debu. Selain itu, lingkungan berdebu menyebabkan debu atau bahan berterbangan berkumpul di atas atau di dalam motor, sehingga mengakibatkan kenaikan suhu yang berbahaya. Oleh karena itu, harus digunakan jenis motor yang tidak menjadi terlalu panas jika mengalami keadaan tersebut. Di tempat yang sangat berdebu, mungkin perlu digunakan motor yang berventilasi memakai pipa atau motor ditempatkan dalam ruang kedap debu dengan pertukaran udara dari sumber udara bersih. Anda harus memilih peralatan listrik yang kedap air untuk keperluan instalasi di ruang kerja yang lembab, misalnya di pabrik es. Hal ini sesuai dengan 5521 puil 2000 yang menyatakan bahwa dalam lingkungan yang lembab, harus digunakan motor yang tahan lembab dan jalan masuk kabelnya harus dilengkapi dengan paking atau busing atau harus dapat dipasang pipa berulir. Pemilihan motor dalam hubungannya dengan keadaan lingkungan ditentukan berdasarkan klasifikasi ruangan. Berdasarkan frekuensi terjadinya dan lamanya keberadaan gas ledak dalam atmosfer, ruang dengan bahaya ledakan dapat diklasifikasikan dalam zona berikut.a. Zone 0: Suatu ruang di mana terdapat atmosfer gas ledak secara terus menerus

atau dalam waktu yang lama.b. Zone 1: Suatu ruang di mana mungkin terdapat atmosfer gas ledak dalam operasi

normal.c. Zone 2: Suatu ruang di mana mungkin tidak terdapat atmosfer gas ledak dalam

operasi normal dan jika hal ini terjadi, kemungkinannya tidak sering dan hanya akan berlangsung dalam waktu singkat.

Klasifikasi ruang tersebut sebaiknya ditentukan oleh petugas yang mempunyai keahlian dalam bidang material yang mudah menyala.Untuk ruang dengan gas atau debu yang korosif, mengacu ke publikasi IEG 1241-1-1, IEC 1241-1-2, IEC 1241-2-1, dan IEC 1241-2-2. Mesin, pesawat, dan penghantar listrik, serta pelindung yang bersangkutan harus didesain, dilindungi, dipasang, dan dihubungkan dengan baik agar tahan terhadap pengaruh yang merusak dari bahan, debu, atau gas yang korosif.

Page 38: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK32

Rangkuman

1) Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.2) Pemilihan motor listrik dilakukan dengan tujuan agar karakteristik motor yang akan

dipakai sesuai dengan maksud dan tujuannya serta kesesuaian keadaan/kondisi lingkungan di mana instalasi tersebut mau ditempatkan.

3) Pemilihan motor listrik yang bijak dan sesuai dapat dilakukan dengan cara (a) bacalah identitas yang tertulis pada pelat nama motor, (b) selanjutnya hitunglah kesesuaian dayanya, kesuaian momen putarnya, kesesuaian putaran motor, dan kesesuaian sistem transmisi mekanik, (b) keadaan ruang kerja sesuai dengan konstruksi motor, termasuk kesesuaian dengan catu daya motor, dan (c) berpijak pada persyaratan PUIL yang sedang berlaku.

4) Pada motor tiga fasa, informasi tegangan terminal selalu diikuti dengan koneksi belitan motornya. Contoh Ỵ/Δ: 220/380 V, yang berarti jika tegangan jala-jala PLN 110/220, maka motor harus dihubungkan delta dan jika tegangan jala-jala PLN 220/380, maka motor harus dihubungkan secara bintang.

Uji KompetensiA. Pilihlah jawaban yang paling benar!1) Tujuan utama perlunya pelat nama pada motor listrik yaitu untuk …

a. menunjukkan pabrik pembuatnya b. menunjukkan unjuk kerja mesin c. data teknis dalam perencanaand. melihat daya mesin

2) Bahan-bahan organis (seperti sutra dan kertas) yang direndam dalam sejenis minyak termasuk …a. isolasi kelas A c. isolasi kelas Eb. isolasi kelas Ao d. isolasi kelas B

3) Kertas lak atau kertas tebal yang direndam/diolah dengan lak dammar buatan termasuk …a. isolasi kelas A c. isolasi kelas Eb. isolasi kelas Ao d. isolasi kelas B

4) Menurut VDE, salah satu klasifikasi kerja motor yaitu . . .a. continuous rating c. intermittend ratingb. short time rating d. semua jawaban benar

5) Berikut ini yang termasuk motor satu fasa adalah . . .a. motor compound c. motor serib. motor shunt d. motor komutator

Page 39: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Jenis dan Karakteristik Motor Listrik 33

B. Jawablah dengan jelas pertanyaan-pertanyaan berikut ini!1) Jelaskan identitas apa saja yang tertulis pada pelat nama motor listrik!2) Sebutkan minimal lima macam kelas isolasi, kemudian jelaskan identifikasi isolasi

berdasarkan kelasnya!3) Jelaskan secara matematis hubungan antara putaran, frekuensi, dan jumlah kutub pada

mesin listrik! Berikan contoh perhitungannya!4) Apa yang dimaksud dengan ‘momen putar’ pada motor listrik?5) Klasifikasi ruang penempatan motor listrik dikenal ada zone-0, zone-1, zone-2. Jelaskan

makna istilah tersebut!

Page 40: INSTALASI MOTOR LISTRIK · iii Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga buku Instalasi Motor Listrik untuk Kelas XI Program Keahlian

Instalasi Motor Listrik Kelas XI untuk SMK/MAK34