Motor Listrik

I.                  PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Pada jaman modern seperti ini hampir semua pekerjaan manusia dilakukan oleh mesin, terlebih untuk kegiatan yang menghasilkan uang seperti pada bidang industri. Tenaga manusia dan hewan telah digantikan oleh berbagai mesin yang dapat menunjang berbagai macam kebutuhan manusia dengan lebih efektif dan efisien. Industri sangat erat kaitannya dengan masalah mesin- mesin produksi yang digunakan. Bahkan ketika kita menyebutkan kata industri, yang ada di pikiran kita adalah mesin-mesin industri. Padahal, pada kenyataannya tidak semua industri memiliki mesin.

Untuk menjalankan suatu industri dengan baik, sangatlah dibutuhkan keterampilan dalam memahami mekanisme alat-alat maupun mesin yang digunakan dalam industri. Untuk dapat melakukan pemilihan mesin dengan baik, seseorang dituntut untuk mengetahui seluruh seluk beluk  permesinan baik mengenai konstruksi, prinsip kerja, bahan konstruksi, maupun kapasitas dan dayanya. Salah satu glongan mesin dan peralatan industri pertanian jika dilihat dari fungsinya yaitu mesin pembangkit tenaga. Mesin pembangkit tenaga merupakan mesin yang sangat diperlukan untuk membangkitkan tenaga dalam industri.

Dalam industri, terdapat berbagai macam mesin yang digunakan dalam proses produksi. Di antara mesin-mesin tersebut, terdapat mesin pembangkit tenaga yang berfungsi sebagai sumber tenaga yang digunakan untuk proses produksi. Mesin pembangkit tenaga ada beberapa macam, di antaranya ada motor bakar, motor listrik dan boiler. Mesin – mesin tersebut memiliki karakteristik dan prinsip kerja yang berbeda serta juga memiliki kelebihan dan kelemahan masing – masing.

B.       Tujuan

Praktikum kali ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan AC dan DC serta 1 fase dan 3 fase pada mesin listrik dan manfaat komponen – komponen boiler serta contoh jenis boiler pipa air dan pipa api di pasaran.

II       PEMBAHASAN

            Praktikum kali ini membahas mengenai motor listrik dan boiler. Motor listrik adalah sebuah perangkat ekektromagnetik yang mengubah energy listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini biasanya digunakan untuk memutar impeller pompa, fan, atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dan sebagainya. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air, blender, hair dryer , dan penyedot debu. Mesin-mesin pertanian terutama mesin pengolahan hasil pertanian dan mesin-mesin industri pun banyak yang menggunakan tenaga putarnya dari motor listrik. Hal ini membuat motor listrik sering disebut sebagai “kuda kerja” industri karena diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri (Anonim, 2011).

Motor listrik yang umum digunakan di dunia industri adalah motor listrik asinkron, dengan dua standar global yakni IEC dan NEMA. Motor asinkron IEC berbasis metrik (milimeter), sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam aplikasi ada satuan daya dalam horsepower (hp) maupun kiloWatt (kW). Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya, sebagai standar di EU, pembagian kelas ini menjadi EFF1, EFF2 dan EFF3. EFF1 adalah motor listrik yang paling efisien, paling sedikit memboroskan tenaga, sedangkan EFF3 sudah tidak boleh dipergunakan dalam lingkungan EU, sebab memboroskan bahan bakar di pembangkit listrik dan secara otomatis akan menimbulkan buangan karbon yang terbanyak, sehingga lebih mencemari lingkungan.

Standar IEC yang berlaku adalah IEC 34-1, ini adalah sebuah standar yang mengatur rotating equipment bertenaga listrik. Ada banyak pabrik elektrik motor, tetapi hanya sebagian saja yang benar-benar mengikuti arahan IEC 34-1 dan juga mengikuti arahan level efisiensi dari EU.

Banyak produsen elektrik motor yang tidak mengikuti standar IEC dan EU supaya produknya menjadi murah dan lebih banyak terjual, banyak negara berkembang manjdi pasar untuk produk ini, yang dalam jangka panjang memboroskan keuangan pemakai, sebab tagihan listrik yang semakin tinggi setiap tahunnya.

Prinsip kerja dari motor listrik adalah Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnet. Sebagaimana kita ketahui bahwa : kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap. (Anonim,2010)

Di dalam motor listrik terdapat beberapa bagian yang bergerak maupun yang diam. Bagian yang tidak bergerak   yaitu magnet disebut stator dan bagian yang bergerak adalah kumparan disebut rotor. Mekanisme kerja motor listrik secara sederhana yaitu ketika listrik yang dialirkan pada kumparan akan mengakibatkan kumparan tersebut memiliki medan magnet. Ketika kumparan menjadi magnet, terjadi gaya tolak menolak dan tarik menarik secara bergantian antara elektromagnet pada kumparan berputar. Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan. Dengan berputarnya kumparan dan menghasilkan kumparan medan inilah maka motor listrik dapat menghasilkan tenaga gerak.

Motor listrik diklasifikasikan berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi menjadi motor listrik AC dan motor listrik DC yang kemudian dibagi lagi sesuai bagan di bawah ini.

Motor DC/arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas. motor DC yang memiliki tiga komponen utama yaitu kutub  medan, dinamo, dan kommutator.
 Kutub medan yang merupakan interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan.  Dinamo dalam motor listrik berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo. Sedangkan kommutator digunakan untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Kommutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.

Keuntungan utama motor DC adalah kecepatannya mudah dikendalikan dan tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor DC ini dapat dikendalikan dengan mengatur tegangan dynamo dan arus medan. Dengan meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan, dengan menurunkan arus medan juga akan meningkatkan kecepatan. Kekurangan motor listrik DC diantaranya: Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang, seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.

Motor AC/arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik AC memiliki dua buah bagian dasar listrik yaitu stator dan rotor. Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor. Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC).

Berdasarkan karakteristik dari arus listrik yang mengalir, motor AC (Alternating Current, Arus Bolak-balik) terdiri dari 2 jenis, yaitu:

1.      motor listrik AC / arus bolak-balik 1 fasa dan

2.      motor listrik AC / arus bolak-balik 3 fasa.

Motor AC satu fasa berbeda cara kerjanya dengan motor AC tiga fasa, dimana pada motor AC tiga fasa untuk belitan statornya terdapat tiga belitan yang menghasilkan medan putar dan pada rotor sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan putaraN. Sedangkan pada motor satu fasa memiliki dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa bantu (belitan Z1-Z2)

Belitan utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga memiliki impedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari tembaga berpenampang kecil dan jumlah belitannya lebih banyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi belitan utama (Anonim,2009) Keunggulan satu fasa antara lain konstruksinya sederhana, daya kecil, mudah di operasikan dan handal.

Motor listrik 3 fase mempunyai 4 kawat belitan dengan 3 kawat yang dihubungkan dengan arus, sedangkan satu kawat sebagai penetral tidak dihubungkan. Motor listrik 3 fase mempunyai spesifikasi tegangan dari PLN sebesar 380 votl. Cara kerja motor tiga fase yaitu: Motor tiga fase akan bekerja/berputar apabila sudah dihubungkan dalam hubungan tertentu.Motor listrik mendapatkan tegangan (jala-jala/power/sumber) sesuai dengan kapasitas motornya. Diperkirakan 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik dan grinder. Keunggulan motor listrik tiga fasa adalah kemampuan berdaya tinggi dan penyalaan sendiri (tidak memerlukan alat lain untuk membantu menyala.

III     PENUTUP

A. Kesimpulan

     Motor listrik termasuk kedalam kategori mesin listrik dinamis dan merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik terbagi menjadi dua yaitu motor AC dan DC. Motor  AC memiliki keunggulan yaitu lebih murah, rasio daya terhadap berat cukup tinggi, dan perawatan yang cukup mudah. Motor listrik AC dibagi menjadi motor AC satu fasa  dan motor AC tiga fasa. Keunggulan motor satu fasa adalah konstruksinya sederhana, daya kecil, mudah dioperasikan dan handal. Keunggulan motor tiga fasa adalah dapat menyala sendiri dan kemampuan tinggi. Motor DC memiliki keunggulan kecepatan mudah diatur dan dikendalikan, tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya, dan tersedia dalam berbagai bentuk ukuran motor.

Boiler adalah alat yang dipakai untuk memproduksi stim. Kemudian stim ini digunakan untuk proses pengolahan dan untuk keperluan – keperluan lain seperti keperluan sanitasi pabrik dan pembersih alat – alat pengolah. Komponen – komponen utama yang ada boiler yaitu ruang bakar/furnace, alat pembakar/burner, permukaan penguap/steaming surface, cerobong/stack, dan drum uap/steam drum. Boiler juga dibedakan menjadi 2 yaitu boiler pipa air dan pipa api. Pada boiler pipa api, panas berada di dalam pipa dan air berada di luar pipa. Sedangkan pada boiler pipa air, air berada di dalam pipa dan api di luar pipa.

B. Saran

Setelah membahas mengenai mesin listrik dan boiler, kita seharusnya dapat mengetahui kelebihan dan kekurangan antara mesin listrik dan boiler sehingga dalam pengaplikasiaanya lebih efisien dan ramah lingkungan. 

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2009.Motor Listrik AC Satu Fase.[terhubung berkala]. http://dunia -listrik.com/2009/04/motor-listrik-ac-satu-fasa.html (10 Maret 2012).

Anonim.2010. Motor Listrik.[terhubung berkala]. http://dunia-listrik.com/ 2008/12 /motor-listrik.html. (10 Maret 2012).

Anonim. 2011. Pengertian Motor Listrik. [Terhubung berkala]. http://pengertian-motor-listrik.com (10 Maret 2012)