BAB I PENDAHULUAN 1. 1 Latar Belakang Masalah Motor arus bolak-balik ( motor AC ) adalah suatu mesin yang berfungsi untuk mengubah energi listrik arus bolak-balik menjadi energi gerak atau mekanik berupa putaran rotor. Salah satu jenis motor arus bolak-balik adalah motor sinkron/serempak tiga fasa. Dan dikatakan motor sinkron karena putaran medan stator ( medan putar ) dan putaran rotor serempak/sinkron. Motor sinkron pada pengoperasiannya tidak dapat melakukan start awal ( self starting ), oleh karena itu motor sinkron tiga fasa membutuhkan penggerakan awal ( prime over ) untuk memutar medan pada stator sampai pada kecepatan putar medan putar stator. Pada motor sinkron, perubahan beban tidak mempengaruhi kecepatan putar motor ketika motor masih bekerja maka rotor akan selalu terikat atau kopel secara magnetis dengan medan putar dan dipaksa untuk berputar dengan kecepatan sinkronnya. Karena dengan demikian, motor sinkron biasanya digunakan pada sistem operasi yang membutuhkan kecepatan konstan dengan beban beruba-ubah. Contohnya Rolling Mills, mesin penghacur ( Crusher ), pulp Grinders, Reciprocating pump dan lain-lain. Dengan demikian kita perlu mempelajari konsep dari motor sinkron, dimana motor sinkron ini dapat menjadi suatu pilihan yang tepat untuk sistem operasi yang membutuhkan kecepatan yang konstan dengan beban yang berubah-ubah. 1.2 Batas Masalah Makalah ini penulis batasi, adapun batasan masalahnya adalah : 1) Pengenalan motor Sinkron. 2) Kontruksi pada motor sinkron. 2) Prinsip kerja pada motor Sinkron. 3) Keuntungan dari motor sinkron. 1.3 Rumusan Masalah Makalah ini penulis batasi, adapun batasan rumusan masalahnya adalah : 1) Bagaimana pengertian motor sinkron ? 2) Bagaimana kontruksi motor sinkron? 3) Bagaimana prinsip kerja motor sinkron ? 4) Bagaimana keuntungan dari motor sinkron? 1.4 Tujuan Adapun tujuan dari pembuat makalah ini adalah : 1) Menjelaskan pengertian motor sinkron. 2) Menjelaskan kontruksi pada motor sinkron. 3) Memberikan gambaran tentang prinsip kerja dari motor sinkron. 4) Mengetahui keuntungan dari pemakaian motor sinkron. 1.5 Metode penyusunan. Makalah ini disusun dengan menggunakan pendekatan kualitatif. Metode yang disunakan adalah deskriptif. Melalui metode ini penulis akan menguraikan permasalahan yang dibahas secara jelas dan konprehensif. Data teoretis dalam makalah ini dikumpulkan dengan menggunakan teknik studi pustaka, artinya penulis mengambil data melalui kegiatan membaca berbagai literatur yang relevan dengan tema makalah. Data tersebut diolah dengan teknik analisis isi melalui kegiatan mengeksposisikan data serta mengaplikasikan data tersebut dalam konteks tema makalah. BAB II PEMBAHASAN 2.1 Kajian Teoritis Motor sinkron adalah suatu motor AC tiga-fasa yang kecepatannya sinkron dengan ketentuan Kecepatan rotor harus kurang atau terlambat dari perputaran fluks stator supaya arus diinduksikan ke rotor sehigga menghasilkan kecepatan putaran yang sinkron dan tanpa slip. Yon Rijono ( 1997 : 275 ) menyatakan motor sinkron adalah saling berinteraksinya kedua flux magnit yang mengakibatkan rotor berputar dengan kecepatan putar rotor sinkron dengan kecepatan stator. Inu Hardi Kusumah ( 2008 : 163 ) menyatakan motor sinkron adalah motor yang dipergunakan untuk memutar atau menggerakan mesin-mesin produksi di pabrik atau industri yang menghendaki putaran tetap. Berdasarkan beberapa pengertian diatas disimpulkan bahwa motor sinkron adalah motor AC tiga-fasa yang dijalankan pada kecepatan sinkron,tanpa slip. Yang secara umum penggunaan motor sinkron difungsikan sebagai generator dan industri yang membutuhkan ketelitian putaran dan putaran konstan. 2.2 Pembahasan 2.2.1 Pengenalan Motor Sinkron Motor sinkron adalah motor AC tiga-fasa yang dijalankan pada kecepatan sinkron,tanpa slip. Motor sinkron merupakan motor arus bolak-balik (AC) yang penggunaanya tidak seluas motor sinkron. Secara umum penggunaan motor sinkron difungsikan sebagi generator, akan tetapi motor sinkron tetap digunakan oleh industri yang membutuhkan ketelitian putaran dan putaran konstan. Sebuah motor sinkron selalu beroperasi pada kecepatan konstan, pada kondisi tidak berbeban. Tetapi apabila motor diberi beban, maka motor akan selalu akan berusaha untuk tetap pada putaran konstan. Dan motor akan melepaskan kondisi sinkronnya apabila beban yang ditanggung terlalu besar ( Torsi pull-out ). Motor sinkron memiliki kekurangan didalam melakukan start dengan sendirinya. Karena tidak memiliki torsi start awal, oleh karena itu motor itu motor sinkron memerlukan beberapa alat bantu untuk membantu didalam start awal sehingga masuk didalam kondisi sinkron. Pada sebuah induksi motor, motor harus memiliki slip. Kecepatan rotor harus kurang atau terlambat dari perputaran fluks stator supaya arus diinduksikan ke rotor. Jika induksi rotor motor tersebut itu bertujuan untuk mencapai kecepatan sinkron, maka tidak ada garis gaya yang memotong melalui rotor, sehigga tidak ada arus yang akan diinduksikan ke rotor dan tidak ada torsi yang akan dikembangkan. Motor sinkron memiliki karakteristik sebagai berikut : 1) Sebuah satator tiga fasa sama dengan motor induksi. Stator yang memilki tegangan menengah sering digunakan. 2) Sebuah rotor yang bersinggungan ( bidang yang berputar ) yang memiliki jumlah kutub yang sma sebagai statornya dan dipasok oleh sumber eksternal arus DC. Tipe brush dan brushless exciters digunakan untuk memasok medan arus DC ke rotor. Arus pada rotor membentuk suatu hubungan kutub magnetik utara-selatan pada kutub-kutub rotor, yang memungkinkan rotor untuk “mengunci” dengan fluks stator yang berputar. 3) Dimulai sebagi sebuah motor induksi. Rotor motor sinkron juga mempunyai sebuah squirrel-cage winding yang dikenal sebagai Amortisseur winding, yaitu berfungsi menghasilkan torsi untuk menyalakan motor. 2.2.2 Konstruksi Motor sinkron Motor sinkron adalah motor AC yang memiliki kecepatan konstan, namun kecepatan dapat diatur karena kecepatannya berbanding lurus dengan frekuensi. Motor sinkron secara khusus sangat baik digunakan untuk kecepatan rendah. Kelebihan dari motor sinkron ini antara lain, dapat dioperasikan pada faktor daya lagging maupun leading, tidak ada slip yang dapat mengakibatkan adanya rugi-rugi daya sehingga motor ini memiliki efisiensi tinggi. Sedangkan kelemahan dari motor sinkron adalah tidak mempunyai torka mula, sehingga untuk starting diperlukan caracara tertentu. Bila metode starting telah dapat dikembangkan kemudian hari, maka motor ini akan lebih unggul dibandingkan motor listrik yang lain. Motor sinkron juga memilki dua bagian penting yaitu bagian stator yang merupakan bagian komponen diam, dan bagian yang berfungsi sebagi komponen berputar , stator terdiri dari inti besi dari bahan ferromagnet yang dibeliti dengan lilitan 3 fasa, lilitan 3 fasa ini sama dengan lilitan 3 fasa pada rotor induksi. Rotor pada motor ada dua tipe yaitu salient pole ( menonjol ) dan salient pole ( tidak menonjol ) dan terdiri dari dua kutub yang menonjol yang juga di beliti dengan lilitan untuk eksitasi Dc dari luar. Kumparan dari lilitan excitasi ini dihubungkan dengan sumber eksitasi Dc dari luar. Motor sinkron selalu memerlukan arus eksitasi agar selalu dapat berjalan dengan sinkron, arus eksitasi dapat digolongkan menjadi 3 jenis diantaranya : · Eksitasi Dynamic, merupakan jenis eksitasi yang konvensional, dimana arus eksitasi diperoleh dari sebuah generator DC yang dihubungkan ke rotor motor sinkron. Jenis eksitasi ini memiliki kekurangan, yaitu bahwa generator DC merupakan beban tambahan bagi motor. Kemudian sikat arang sebagai penghubung eksitasi menekan slip ring yang menimbulkan rugi-rugi. · Eksitasi Statis, merupakan perkembangan dari eksitasi dinamis. Dimana alat ini menggunakan penyearah elektronik ( Rectifier ), penyearah ini memerlukan sumber tengangan input AC yang diambil dari sumber tegangan jala-jala. Karena exciter yang digunakan tidak berputar seperti pada gambar eksitasi konvensional maka eksitasi dapat dikatakan statis. · Eksitasi Brusless, pada prinsipnya brusless ini menggunakan generator AC kecil sebagai ekciter. Pertama, arus DC diberikan pada stator, kemudian rotor pada exciter akan menghasilkan arus AC yang kemudian diserahkan oleh rectifier yang juga ikut berputar pada poros rotor motor sinkron. Motor sinkron yang modern umumnya tidak menggunakan sikat untuk eksitasi luar tetapi eksitasi diambil dari sebuah penyearah yang ikut berputar dan sebuah generator AC yang kecil dihubungkan langsung pada poros dari motor sinkron tersebut. Prinsip ini sama dengan yang digunakan pada generator modern yang menggunakan sistem eksitasi sendiri ( Brusless excitation ). 2.2.3 Prinsip Kerja Motor Sikron Motor sinkron seruoa dengan motor induksi pada mana keduanya mempunyai belitan stator yang menghsilkan medan putar. Tidak seperti motor induksi, motor sinkron dieksitasi oleh sebuah sumber tegangan DC di luar mesin dan karenanya membutuhkan slip ring dan sikat ( brush ) untuk memberikan arus kepada rotor. Pada motor sinkron, rotor terkunci dengan medan putar dan berputar dengan kecepatan sinkron. Jika motor sinkron dibebani ke titik dimana rotor ditarik keluar dari keserempakannya dengan medan putar, maka tidak ada torque yang dihasilkan, dan motor sinkron bukanlah self-starting motor karena torque hanya akan muncul ketika motor bekerja pada kecepatan sinkron; karenanya motor memerlukan peralatan untuk membawanya kepada kecepatan sinkron. Motor sinkron menggunakan rotor belitan . jenis ini mempunyai kumparan yang ditempatkan pada slot rotor. Slip ring untuk mensuplai arus kepada rotor. · Penyalaan Motor Sinkron Sebuah motor sinkron dapat dinyalakan oleh sebuah motor DC pada satu sumbu. Ketika motor mencapai kecepatan sinkron, arus AC diberikan kepada belitan stator. Motor DC saat ini berfungsi sebagi generator DC dan memeberikan eksitasi medan DC kepada rotor. Beban sekarang boleh diberikan kepada motor sinkron. Motor sinkron sering kalai dinyalakan dengan menggunakan belitan sangkar tupai ( squirrelcage ) yang dipasang dihadapan kutub rotor/ Motor kemudian dinyalakan seperti halnya motor induksi hingga mencapai -95% kecepatan sinkron, saat mana arus searah diberikan, dan motor mencapai sinkronisasi. Torque yang diperlukan untuk menarik motor higga mencapai sinkronisasi pull-in torque. Seperti diketahui, rotor motor sinkron terkunci dengan medan putar dan arus terus beroperasi pada kecepatan sinkron untuk semua keadaan beban. Selama kondisi tanpa beban ( non-load ), garis tengah kutub medan putar dan kutub medan DC dalam satu garis (gambar dibawah bagian a). Seiring dengan pembebanan,ada pergeseran kutub rotor ke belakang. Relative terhadap kutub stator ( gambar bagian b ). Tidak ada perubahan kecepatan sudut antara kutub rotor dan stator disebut sudut torque. Prinsip kerja dari motor sinkron sebagai berikut : · Amortisseur pada rotor menghasilkan memulai torsi dan mempercepat torsi untuk motor sinkron. · Ketika kecepatan motor motor mencapai sekitar 97% dari papan RPM, medan DC diterapkan ke rotor untuk menghasilkan torsi tarikan dan rotor akan menarik langkah dan mensinkronisasi dengan medan fluks yang berputar didlam stator. Motor akan dijalankan pada kecepatan sibkron dan menghasilkan torsi yang sinkron atau synchronous Torque. · Setelah sinkronisasi,dorongan torsi tidak dapat ditingkatan lagi atau motor akan menjadi diluar kendali. Kadang-kadang, jika kelebihan bebabn sesaat,motor akan slip dan sinkronisasi ulang. Pelindungan saat dorongan harus disediakan, jika tidak motor akan berjalan sebagai sebuah motor induksi arus tinggi dan memungkinkan kerusakan motor yang parah. 2.2.4 Keuntungan Dari Motor Sinkron Biaya awal dari sebuah motor sinkron lebih besar dibandingkan motor induksi AC biasa, kerena ada biaya untuk kerusakan rotor dan sinkronisasi sirkuit. Biaya ini biasanya karena fakto-faktor berikut: · Pengaturan ketepatan kecepatan membuat motor sinkron sebagi pilihan ideal untuk proses industri tertentu dan sebagai pennggerak utama generator. · Motor sinkron memiliki kecepatan atau karakterisik torsi yang cocok untuk penggerak langsung dari mesin bertenaga kuda yang besar, beban RPM rendah seperti kompresor maju-mundur. · Motor sinkron beroperasi pada faktor daya yang ditingkatkan, dengan demikian dapat meningkatkan faktor daya sistem secara keseluruhan dan menghilangkan atau mengurangi utilitas faktor daya. Peningkatan faktor daya juga menggurangi dropnya tegangan sistem dan dropnya tegangan pada terminal motor. BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Berdasarkan uraian bab sebelumnya penulis dapat mengemukakan simpulan sebagai berikut. 1. Motor sinkron adalah motor AC tiga-fasa yang dijalankan pada kecapatan sinkron, tanpa slip. 2. Motor sinkron ini memerlukan arus DC untuk pembangkitan daya dan memiliki torsi awal yang rendah. 3. Motor sinkron mampu memperbaiki faktor daya sistem sehingga sering digunakan pada sistem yang menggunakan banyak listrik. 3.2 Saran Sejalan dengan simpulan diatas, penulis merumuskan saran sebagai berikut. 1. Penulis mengharapkan pembaca untuk bisa membuat sebuah penelitian tentang motor sinkron. 2. Perlu ada penelitian tentang analisis karakteristik torsi-putaran pada motor sinkron tiga fasa yang diperlukan untuk menunjukan bahwa motor sinkron tiga fasa adalah pilihan yang tepat untuk sistem operasi yang membutuhkan kecepatan yang konstan dengan beban yang berubah-ubah. DAFTAR PUSTAKA -Rijono, Y ( 1997 ). Dasar Teknik Tenaga listrik. Yogyakarta : Andi. -Kusumah,I.H.( 2008 ). Diktat ( Bahan Ajar ) Teknik Listrik dan Elektronika. Bandung : Universitas Pendidikan Indonesia. -Hasibuan, Rusli. “Menanam Jengkol di Bukit Kapur.”
