Laporan Motor Kapasitor

BAB II

LANDASAN TEORI

Teori Dasar

1. Pengertian

Motor kapasitor dengan dua nilai adalah motor yang mempergunakan dua nilai kapastansi yang berbeda untuk kondisi start dan jalan. Agar motor fasa dapat melakukan starting sendiri maka diperlukan adanya sebuah belitan bantu yang dapat menghasilkan fasa baru atau start fasa yang membuat startor motor mempunyai dua fasa.

Dengan adanya fasa baru tersebut motor satu fasa akan melakukan start sendiri karena timbul retoring fluks walau timbul sesaat mampu membuat motor satu fasa berputar. Untuk memperbesar torsi starting yang timbul maka diperlukan perbedaan yang cukup besar, untuk tujuan tersebut maka motor dipasang sebuah kapasitor. Dimana penggunaan dari kapasitor itu sama dengan belitan bantu yang hanya sesaat.

Dengan demikian bila kecepatan sudah mencapai kira-kira 75% dari kecepatan nominal maka belitan bantu kapasitor diputuskan hubungan dengan belitan utama dengan menggunakan saklar sentrifugal.

Ada beberapa jenis motor kapasitor :

-          Motor kapasitor starting

-           Motor kapasitor running

-          Motor kapasitor starting dan running

- Motor kapasitor starting

Motor jenis ini menggunakan belitan bantu berupa induktor seri dengan kapasitor sehingga diperoleh pergeseran fasa yang mendekati 90⁰. Sehingga diperoleh torka starting yang lebih besar dibandingkan dengan motor split fasa. Ketika motor sudah beroperasi mendekati 75 – 80 % dari kecepatan rating maka saklar sentrifugal akan beroperasi memutus belitan bantu, sehingga karakteristik torka - kecepatannya mendekati karakteristik jenis motor split fasa. Rangkaian ekuivalen dan karakteristik torka dari motor jenis ini diperlihatkan pada gambar 1.

Gambar 1. Karakteristik motor kapasitor start

- Motor kapasitor start dan running

Motor jenis ini digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan torka tinggi. Untuk menghasilkan torka starting dan running yang tinggi maka digunakan dua buah kapasitor dengan nilai yang berbeda. Kapasitor C1 digunakan untuk menghasilkan torka starting memiliki kapasitansi yang lebih rendah dari kapasitor C2 yang digunakan pada saat running. Saklar pemutus digunakan untuk memindahkan belitan dari C1 ke C2 ketika kecepatan rating telah tercapai. Dengan cara ini maka kebutuhan torsi tinggi pada saat starting dan running dapat dipertahankan. Perbandingan rangkaian ekuivalen kapasitor start dan kapasitor running diperlihatkan pada gambar 2.

Gambar 2. Motor kapasitor start dan running.

2. Rangkaian Ekivalen

Rumus :

Daya Motor Induksi

1.      Mencari nilai kapasitor :

uF = (159300 x 1) / (f x E)

2.      Mencari nilai frekuensi pada kapasitor :

F = (n  x  p) / 120

3.      Mencari arus pada saat pengosongan kapasitor :

Ise = Ieff  x  e – t / RC

3. Pengukuran Daya P1

Tegangan P1 yang masuk diukur dalam sebuah penghantar konduktor dengan memakai sebuah Wattmeter. Apabila muatan itu simetris, nilai dari ukuran tenaga dapat dikalikan dengan 3 untuk mendapat kebutuhan daya keseluruhan.

P1 = 3 . Phasa

4. Pembagian Daya P2

Jika putaran M dan kecepatan n telah ditentukan untuk bermacam-macam beban daya motor yang tepat P2, pembagian dapat ditentukan :

P2 = M . W

dimana  :         P2 = pembagian daya (watt)

                        M = Torsi (Nm)

                        W = sudut kecepatan (1/s)

            Berikut adalah hubungan yang terdapat antaran sudut kecepatan dan kecepatan rotor n :

Rumus :           W = 2 π n / 60

                        W = 2 . 3,14 . n / 60

                        W = n / 9,55

Jadi :                P1 = M . n / 9,55

5. Efesiensi

Efesiensi diberikan oleh perbandingan antara pembagian daya dan daya pakai.

                  π = P2 / P1

6. Faktor daya

Faktor daya ditentukan bagian luar dari pada konduktor dengan sudut faktor meter daya dari persamaan :

                  Cos α = P1 / √3 U.I

7. Slip

Slip dari motor dapat dihitung pada bermacam-macam beban berdasarkan persamaan :

                  s = ((ns – nr) / ns) . 100%

Dimana :    ns = kecepatan serempak (min-1)

                  n  = kecepatan putar rotor ( min-1)

                  s  = slip (%)

Karakteristik  Motor Kapasitor

BAB III

ALAT DAN BAHAN

1. Motor 1 fasa kapasitor
2. Power supply 1 fasa
3. Wattmeter
4. Ampermeter
5. Voltmeter
6. Cosphimeter
7. Kabel
8. Rubber Coupling

BAB V

LANGKAH KERJA

1. Melakukan pengukuran / pengujian besar pengasutan, yaitu perbandingan antara arus  starting terhadap arus running / nominal motor.
2. Melakukan pengukuran :

a.       Va, Im dan putaran tidak melebihi ketentuan dari name plate,

b.      Va, n dan M (torsi untuk kecepatan konstan),

c.       Mengatur tahanan Tb, serta melakukan pengukuran seperti langkah 1 dengan torsi yang diatur konstan dengan ketentuan name plate.     

3. Melepas rangkaian kapasitor, kemudian merubah menjadi kapasitor runnig.
4. Melakukan pengukuran / pengujian besar asutan, yaitu perbandingan antara arus starting terhadap arus running / nominal motor
5. Melakukan pengukuran :

a.       Va, Im dan putaran tidak melebihi ketentuan dari name plate,

b.      Va, n dan M (torsi untuk kecepatan konstan),

c.       Mengatur tahanan Tb, serta melakukan pengukuran seperti langkah 4 dengan torsi yang diatur konstan dengan ketentuan name plate.     

6. Melepas rangkaian kapasitor, kemudian merubah menjadi kapasitor runnig dan starting.
7. Melakukan pengukuran / pengujian besar asutan, yaitu perbandingan antara arus starting terhadap arus running / nominal motor
8. Melakukan pengukuran :

a.       Va, Im dan putaran tidak melebihi ketentuan dari name plate,

b.      Va, n dan M (torsi untuk kecepatan konstan),

Mengatur tahanan Tb, serta melakukan pengukuran seperti langkah 7 dengan torsi yang diatur konstan dengan ketentuan name plate

ANALISA

            Pada praktikum kali ini, praktikan dapat menganalisa dari hasil praktek yang sudah praktikan lakukan di labor MABB. Yaitu tentang pengoperasian motor kapasitor.

1.      Analisa rangkaian

Rangkaian dari sebuah motor kapasitor ini tidaklah sulit karena praktikan sudah dilengkapi dengan modul yang sudah disediakan untuk melihat hasil pengukuran yang dilakukan.

Langkah awal yang praktikan lakukan adalah menghubungkan sumber tegangan tiga phase ke U1 pada motor, dan keluarannya U2 masuk ke keluaran saklar. Saklar disini igunakan untuk memudahkan praktikan dalam menghidupkan dan mematikan sebuah motor.

Masukkan dari saklar tadi di hubungkan dengan I pada wattmeter, dan I* pada wattmeter tersebut dihubungkan dengan masukkan amperemeter. I* ini juga dihubung kople dengan masukkan wattmeter  dan keluarannya dihubungkan dengan masukkan voltmeter. Keluaran pada amperemeter dihubungkan dengan masukkan sumber listrik. Keluaran pada voltmeter di hubungkan dengan keluaran sumber listrik.

Rangkaian pada motor dihubungkan sesuai dengan gambar yang sudah ada pada motor tersebut.

Untuk menghidupkan sebuah motor praktikan menekan tombol ON pada saklar, dan praktikan melihat hasil dari pengukuran dan menulisnya pada tabel percobaan.

sebuah motor kapasitor mirip dengan motor fasa belah, hanya pada jenis kapasitor ini di tambah satu unit kapasitor. Motor kapasitor bekerja untuk tegangan AC satu fasa dan umumnya banyak digunakan untuk pompa air, refrigerator, compressor udara, mesin cuci dan lainnya. Tempat kedudukan kapasitor pada motor terletak pada bagian atas motor ada juga yang di dalam kerangka motor itu sendiri. Kapasitor ini berfungsi untuk mempertinggi kopel awal dan mengurangi arus start pada motor kapasitor dan geseran fasa antara belitan utama dan bantu lebih dipertajam.

Jenis kapasitor yang banyak digunakan pada jenis motor kapasitor ini antara lain:

1. Kapasitor kertas (The Paper Capacitor)

2. Kapasitor minyak (The oil Capacitor)

3. Kapasitor elektrolit (The electrolytic Capacitor)

Umumnya kapasitas dari kapasitor ini antara 6 mikroF – 150 mikroF. Menurut hubungan kapasitornya jenis motor kapasitor dapat dibagi menjadi tiga macam yaitu:

1. Motor kapasitor start (starting capacitor motor)

2. Motor kapasitor tetap/ running (permanent capacitor motor)

3. Motor kapasitor start/ running (start-running capacitor motor)

1.    Motor kapasitor start (starting capacitor motor)

Motor ini adalah merupakan jelmaan dari motor fasa belah, tetapi mempunyai kapasitor yang dihubungkan seri dengan belitan bantu dan sakelar sentrifugal, secara konstruktif sama persis, hanya ditambah satu unit kapasitor untuk memperbesar kopel awal (start).  Seperti dikatakan di awal prinsip kerja motor kapasitor start ini sama seperti motor induksi, yaitu jika pada lilitan utama diberikan sumber arus maka akan terjadi medan magnit putar (fluks magnit) yang ada dan besarnya sama, tidak ada resultan gaya. Tetapi dengan adanya lilitan bantu dan kapasitor maka ada beda fasa diantara keduanya, disinilah terjadi fluksi magnit dan resultan gaya yang berbeda maju atau mundur tergantung besarnya resultan gaya itu sendiri dan pada umumnya terjadi resultan gaya searah jarum jam sehingga motor dapat berputar ke kanan. Setelah motor berputar 75% dari putaran nominal maka sakelar sentrifugal bekerja memutuskan rangkaian lilitan bantu dan motor bekerja hanya dengan lilitan utama.

Keuntungan motor jenis ini dibanding dengan type motor fasa belah adalah:

1.Mempunyai kopel yang lebih kuat.
2. Faktor kerjanya lebih besar (mendekati 1)

Adapun bagian-bagian yang terpenting dari motor ini adalah:

1. Stator (tempat belitan utama dan bantu) pada alur-alur stator
2. Rotor sangkar dengan porosnya
3. Bantalan peluruh (laher)
4. Tutup stator dan rangka body
5. Kapasitor
6. Ujung-ujung terminal motor

2.    Motor kapasitor tetap/running (permanent capacitor motor)

Motor ini mempunyai kapasitor yang dihubungkan seri dengan kumparan bantu, terhubung paralel dengan kumparan utama dan terhubung langsung paralel dengan sumber listrik. Belitan utama, lilitan bantu dan kapasitor tetap terhubung pada sirkuit jala-jala saat motor bekerja.

Jenis motor ini banyak digunakan pada pompa air satu fasa, dimana lilitan utama dan bantu jumlah lilitannya sama banyak tetapi diameter kawatnya berbeda diantara keduanya. Diameter kawat lilitan utama lebih besar dibanding diameter lilitan bantunya. Type motor ini kopel awalnya kurang bagus, tetapi kopel jalan (torsi jalan) merata.  Kebanyakan pompa air berbagai merek banyak menggunakan jenis motor running kapasitor dengan kecepatan mendekati 3000 rpm.

3.   Motor kapasitor start/ running (start-running capacitor motor)

Jenis motor ini adalah perpaduan antara motor start kapasitor dan running kapasitor, dimana tujuan dibuatnya double kapasitor adalah untuk memperioleh kopel awal yang lebih besar dan kopel jalan yang merata. Jenis motor ini banyak digunakan pada room air conditioner.

2.  Analisa perhitungan

Rst = Ist

         In

1.      Rst = 8 / 1 = 8

2.      Rst =  10 / 1,5 = 6,6

3.      Rst = >20 / 2 = > 10

4.      Rst = >20 / 2,5 = > 8

5.      Rst = >20 / 3 = > 6,6

Rp = Pst

         Pn

1.      Rp = 160 / 10 = 16

2.      Rp = 250 / 10 = 25

3.      Rp = 400 / 20 = 20

4.      Rp = >500 / 30 = > 16,6

5.      Rp = >500 / 40 = > 12,5

TABEL PERCOBAAN

Vm (volt)	Ist (A)	In (A)	Tst (detik)	N (rpm)	Cos u	Pn (watt)	Pst (watt)	Perhitungan
								Rst	Rp
120	8	1	2.16	2210	0,16	160	10	8	16
140	10	1.5	2.05	2995	0,17	250	10	6,6	25
180	>20	2	2.00	3600	>0,11	400	20	>10	20
200	>20	2,5	1.80	4151	>0,125	>500	30	>8	>16,6
220	>20	3	1.00	5761	>0,113	>500	40	>6,6	>12.5

KESIMPULAN

            Setelah melakukan praktikum di labor MABB tentang karakteristik motor kapasitor, praktikan dapat mengambil sebuah kesimpulan dari hasil praktek yang  sudah dilakukan, antara lain sebagai berikut :

1.      Apabila praktikan memasukkan sumber tegangan yang besar maka arus start dari motor kapasitor tersebut besar juga bahkan tidak terhingga.

2.      Begitu pula dengan kecepatan “n” dari motor kapasitor, apabila tegangan besar maka kecepatan putaran motor kapsitor tersebut juga akan semakin cepat.

3.      Dari hasil perhitungan yang dilakukan, apabila tegangan sumber besar maka Rst dan Rp akan semakin besar pula, dan juga daya starting motor tersebut juga akan semakin besar.