Empat Pilar – Pengertian Motor Listrik 1 Fasa : Cara Kerja dan Jenis-Jenisnya. Pelajari tentang konsep Pengertian Motor Listrik 1 Fasa, prinsip kerjanya, aplikasinya, keuntungannya, dan jawaban atas pertanyaan umum. Temukan dunia motor listrik dalam cara yang disederhanakan dan informatif.
Motor listrik telah merevolusi cara kita menggerakkan berbagai perangkat dan mesin, dan di antara mereka, Motor Listrik 1 Fasa (Pengertian Motor Listrik 1 Fasa) memainkan peran penting. Motor ini secara luas digunakan baik dalam pengaturan residensial maupun industri karena efisiensinya dan kemudahan penggunaannya. Dalam artikel ini, kita akan menjelajahi detail Motor Listrik 1 Fasa, menjelaskan fungsinya, aplikasinya, manfaatnya, dan banyak lagi.
Pengertian Motor Listrik 1 Fasa
Dalam penggolongan motor induksi berdasarkan jumlah fasa, terdapat dua jenis motor induksi yaitu motor induksi 1 fasa dan motor induksi 3 fasa. Motor induksi 1 fasa umumnya diterapkan pada perangkat dengan kebutuhan daya listrik yang tidak terlalu besar, seperti kipas, blower, mesin cuci, pompa air rumah, dan lain sebagainya. Motor ini sering digunakan pada perangkat rumah tangga karena harganya lebih ekonomis dan mudah dioperasikan di lingkungan rumah. Pada umumnya, motor tipe 1 fasa juga digunakan dalam perangkat portable.
Motor induksi 1 fasa bekerja dengan menggunakan satu fasa sebagai sumber daya listriknya, biasanya pada tegangan 220V AC. Perbedaan paling mencolok antara motor induksi 1 fasa dan motor induksi 3 fasa adalah pada jumlah kabel yang terhubung. Motor induksi 1 fasa hanya memiliki dua kabel, yaitu kabel fasa dan kabel tanah (atau dikenal sebagai kabel positif dan netral).
Fungsi Motor Listrik 1 Fasa
Dalam zaman industri modern ini, diperlukan penggunaan peralatan produksi yang efisien guna meningkatkan efisiensi waktu dan biaya. Sebagian besar peralatan industri mengandalkan tenaga listrik sebagai sumber energi penggerak utama. Di berbagai sektor industri, terdapat penggunaan mesin-mesin yang menggunakan Motor AC 1 Fasa sebagai penggerak utama. Umumnya, motor ini digunakan dalam mesin-mesin produksi seperti mesin bubut, mesin bor, dan lainnya.
Motor induksi ini memiliki berbagai kelebihan, seperti harga yang lebih terjangkau, perawatan yang mudah, dan konstruksi yang sederhana. Namun, motor induksi juga memiliki beberapa kelemahan, seperti tingginya nilai slip (perbedaan antara kecepatan putaran medan stator dan medan rotor) dan kesulitan dalam mengendalikan kecepatan putaran motor.
Bagaimana Cara Kerja Motor 1 Fasa?
Motor satu fasa bekerja dengan menggunakan prinsip dasar dari medan magnet yang dihasilkan oleh arus bolak-balik (AC) pada belitan stator dan rotor. Meskipun memiliki konsep umum dengan motor tiga fasa, motor satu fasa memiliki perbedaan penting dalam cara kerjanya.
Pada motor tiga fasa, tiga arus AC dengan fase yang terpisah 120 derajat mengalir melalui belitan stator. Kombinasi ini menghasilkan medan magnet yang berputar di sekitar rotor, mendorongnya untuk bergerak. Namun, pada motor satu fasa, hanya ada satu arus AC yang mengalir melalui stator, menghasilkan medan magnet yang “berdenyut” antara dua kutub motor. Hal ini disebabkan oleh sifat gelombang sinusoidal dari arus AC, yang memiliki dua puncak dalam setiap siklus.
Awalnya, rotor pada motor satu fasa harus diberi “dorongan” untuk memulai geraknya. Ini karena rotor yang stasioner tidak akan merasakan pengaruh medan magnet yang berdenyut tersebut. Medan magnet yang bergerak naik-turun akan saling meniadakan efeknya pada rotor yang tidak bergerak. Inilah mengapa motor satu fasa memerlukan bantuan untuk memulai.
Untuk mengatasi tantangan ini, starter motor satu fasa diciptakan. Starter ini mengambil bentuk penambahan komponen di luar belitan stator, seperti gulungan bantu atau kapasitor. Komponen ini bekerja untuk menciptakan simulasi medan magnet yang berputar, mirip dengan apa yang dihasilkan oleh motor tiga fasa. Simulasi ini memberikan dorongan awal pada rotor dan memungkinkan motor untuk bergerak dengan sendirinya.
Dengan menggunakan komponen tambahan ini, motor satu fasa dapat dihidupkan dan berfungsi tanpa masalah. Penting untuk memahami bahwa motor satu fasa memerlukan dorongan awal ini untuk memulai geraknya, tetapi setelah bergerak, ia dapat terus beroperasi dengan sendirinya.
Jenis-Jenis Motor Listrik 1 Fasa
Jika dilihat berdasarkan metode self-starting, motor induksi 1 fasa dapat dibedakan menjadi 5 jenis, yaitu :
1. Motor fasa belah (Split phase motor)
Motor induksi satu fasa berbeda dengan motor induksi tiga fasa dalam hal memulai putaran. Pada motor induksi satu fasa, diperlukan suatu kumparan bantu untuk memulai putarannya. Karena itu, motor induksi satu fasa memiliki dua belitan pada stator yang terdiri dari belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa bantu (belitan Z1-Z2). Bagian dari stator utama dan stator bantu pada motor induksi satu fasa dapat dilihat dalam gambar berikut.
Belitan utama pada motor induksi satu fasa dibuat menggunakan kawat tembaga yang lebih besar sehingga memiliki impedansi lebih rendah dan mampu mengalirkan arus yang lebih besar. Sementara itu, belitan bantu dibuat dari tembaga dengan penampang yang lebih kecil dan memiliki lebih banyak lilitan, sehingga impedansinya lebih tinggi dibandingkan belitan utama.
Grafik arus belitan bantu dan arus belitan utama memiliki perbedaan fasa sebesar φ, hal ini disebabkan oleh perbedaan impedansi antara kedua belitan tersebut. Perbedaan fasa ini menyebabkan terjadinya arus total, yang merupakan hasil penjumlahan vektor antara arus utama dan arus bantu. Medan magnet utama yang dihasilkan oleh belitan utama juga memiliki perbedaan fasa sebesar φ dengan medan magnet yang dihasilkan oleh belitan bantu. Gambar grafik arus belitan bantu dan belitan utama dapat dilihat berikut ini.
Arus yang mengalir pada belitan bantu Z1-Z2 akan menghasilkan fluks magnet Ф yang tegak lurus. Beberapa saat kemudian, belitan utama U1-U2 dialiri arus utama yang bernilai positif. Kejadian ini akan menghasilkan medan magnet yang bergeser sebesar 45° berlawanan arah jarum jam. Proses ini terjadi selama satu siklus sinusoidal, sehingga menghasilkan medan magnet yang berputar di dalam belitan stator.
Rotor pada motor satu fasa, sama seperti rotor pada motor tiga fasa, memiliki bentuk yang menyerupai batang-batang kawat yang ujungnya dihubungkan secara singkat, mirip dengan bentuk sangkar tupai. Oleh karena itu, motor jenis ini sering disebut sebagai rotor sangkar (squirrel-cage rotor). Ketika belitan rotor dipotong oleh medan putar stator, terjadi induksi tegangan. Interaksi antara medan putar stator dan medan magnet rotor menghasilkan torsi putaran pada rotor.
2. Motor kapasitor start (starting capacitor motor)
Salah satu variasi motor induksi satu fasa adalah motor kapasitor start. Motor ini memiliki kemiripan dengan motor fasa belah. Perbedaan antara keduanya terletak pada adanya kapasitor yang diseri-kan dengan belitan bantu dan dilengkapi dengan sakelar sentrifugal. Konstruksi motor kapasitor start hampir sama dengan motor fasa belah, namun ditambahkan satu atau lebih kapasitor untuk meningkatkan torsi saat awal berputar.
Seperti yang dijelaskan sebelumnya, prinsip kerja motor kapasitor start ini serupa dengan jenis motor induksi lainnya. Ketika sumber arus diberikan pada lilitan utama, medan magnet putar (fluks magnet) terbentuk dengan besaran yang sama, menghasilkan resultan gaya nol. Namun, dengan adanya lilitan bantu dan kapasitor, terjadi perbedaan fase di antara keduanya. Inilah yang menyebabkan timbuln
ya fluks magnet dan resultan gaya yang berbeda, baik maju maupun mundur, tergantung pada besar resultan gaya itu sendiri. Biasanya, resultan gaya tersebut bergerak searah jarum jam, memungkinkan motor untuk berputar ke arah kanan. Setelah motor berputar sekitar 75% dari putaran nominal, sakelar sentrifugal akan memutuskan rangkaian lilitan bantu, dan motor akan beroperasi hanya dengan lilitan utama.
3. Motor kapasitor run (running capacitor motor)
Perbedaan antara motor kapasitor run dan motor kapasitor start terletak pada susunan kapasitor yang tertanam di dalamnya. Pada motor kapasitor run, terdapat tambahan kapasitor yang disusun secara paralel dengan kapasitor start. Untuk motor kapasitor run, tidak perlu menambahkan sakelar tambahan. Sehingga motor ini akan langsung aktif saat sumber listrik 1 fasa dihidupkan. Kelebihan dari jenis motor ini adalah memiliki torsi yang kuat sambil mengonsumsi arus yang lebih rendah.
4. Motor kutub bayangan (Shaded pole motor)
Motor kutub bayangan merupakan salah satu jenis motor induksi. Pada dasarnya, motor ini termasuk dalam kategori motor sangkar-tupai (squirrel-cage motor), namun memiliki kumparan bantu berbentuk cincin tembaga yang melingkar pada setiap kutubnya. Kumparan bantu ini juga dikenal sebagai kumparan bayangan.
Arus yang mengalir akan terinduksi ke dalam kumparan ini dengan mengalami perubahan fase medan magnet dari fluks magnetik pada kutub bayangan. Proses ini menghasilkan medan yang cukup untuk memulai putaran motor. Arah putaran pada motor kutub bayangan ditentukan oleh arah dari kutub utama ke kutub bayangan. Torsi yang dihasilkan oleh motor kutub bayangan juga relatif lebih kecil karena adanya perbedaan sudut fase yang kecil antara kutub medan dan kutub bayangan.
Kesimpulan
Dalam penutupan ini, kita telah membahas secara mendalam tentang pengertian motor listrik 1 fasa, sebuah inovasi teknologi yang memudahkan berbagai operasi mekanis dalam kehidupan sehari-hari. Motor jenis ini menawarkan keefisienan dan kepraktisan, terutama dalam aplikasi rumahan dan industri ringan.
Motor listrik 1 fasa juga cenderung lebih ekonomis dan lebih mudah diinstal dibandingkan dengan motor listrik tiga fasa. Namun, penting untuk memahami kelebihan dan keterbatasannya agar dapat memilih jenis motor yang paling sesuai dengan kebutuhan Anda.
Semoga artikel ini bisa memberikan wawasan yang berharga tentang pengertian dan penerapan motor listrik 1 fasa. Teknologi ini akan terus berkembang, dan pemahaman kita tentangnya juga harus demikian. Dengan adanya inovasi dan penelitian berkelanjutan, siapa tahu apa lagi yang bisa dicapai dengan motor listrik ini di masa depan.
