INSTALASI MOTOR LISTRIK -- 2
Budget: $20 – $50 USD
1. Pendahuluan
1. Deskripsi
Modul dengan judul "INSTALASI MOTOR LISTRIK kelas XI merupakan bahan ajar yang digunakan sebagai pelengkap proses belajar mengajar produktif peserta diklat Sekolah Menengah Kejuruan. (SMK) Kompetensi Keahlian Teknik Instalasi Tenaga Listrik, Program Studi Keahlian Teknik Ketenagalistrikan.
Modul ini berisi Sembilan kegiatan belajar yaitu:
1. kegiatan belajar 1 berisi materi tentang jenis dan karakteristik motor listrik.
2. kegiatan belajar 2 berisi materi tentang macam-macam pengendali motor listrik.
3. kegiatan belajar 3 berisi materi tentang prinsip kerja komponen pengendali motor listrik.
4. kegiatan belajar 4 berisi materi tentang gambar instalasi motor listrik dengan kendali
elektromagnetik.
5. kegiatan belajar 5 berisi materi tentang sistem proteksi instalasi motor listrik
6. kegiatan belajar 6 berisi materi tentang instalasi motor listrik 1 phase dan 3 phase dengan kendali elektromagnetik.
7. kegiatan belajar 7 berisi materi tentang instalasi motor listrik berbagai kendali.
8. kegiatan belajar 8 berisi materi tentang instalasi motor listrik dengan pengasutan.
9. kegiatan belajar 9 berisi materi tentang rangkaian kendali elekromagnetik.
Strategi pembelajaran yang disarankan pada modul ini adalah berlatih melalui suatu kegiatan praktik, sehingga dalam pembelajarannya diharapkan ada perlengkapan yang menunjang.
2. PRASYARAT
Kemampuan awal yang dipersyaratkan untuk mempelajari modul ini adalah pengetahuan tentang dasar-dasar listrik/elektronika. Untuk menyelesaikan modul ini peserta Diklat harus terlebih dahulu menyelesaikan mata pelajaran sebagai berikut:
a. Gambar Teknik Listrik
b. Dasar Listrik dan Elektronika
c. Pekerjaan Dasar Elektromekanik
3. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
Petunjuk bagi Siswa:
a. Untuk dapat dinyatakan lulus, Anda harus:
b. Menjawab semua pertanyaan dengan benar
c. Mengerjakan seluruh tugas-tugas yang diberikan
d. Melaksanakan tugas praktek dengan benar
e. Mengisi lembaran kerja yang diberikan tiap kegiatan belajar
Langkah yang harus ditempuh:
Menyiapkan bukti penguasaan kemampuan awal yang dipersyaratkan Melaksanakan test kemampuan awal yang dipersyaratkan
Mempelajari isi modul ini dengan seksama.
Menyiapkan perlengkapan yang dibutuhkan, antara lain sbb;
a) Buku Modul Instalasi Motor Listrik
b) Menggunakan Pakaian Kerja
c) Alat Ukur
d) Lembaran Kerja (Job Sheet)
e) Perlengkapan Keselamatan Dan Kesehatan Kerja.
a. Membaca dan mempelajari bahan referensi sebagai penunjang materi yang akan diberikan.
b. Menyelesaikan semua tugas yang diberikan
Meminta Guru/Pelatih/Instruktur untuk merespon kegiatan Saudara
d. Menyelesaikan tes formatif tiap kegiatan pembelajaran
Menyelesaikan tugas-tugas praktik
1. Dalam mengerjakan latihan, cobalah sendiri terlebih dahulu sebelum dikoreksi guru
Perlengkapan yang harus disiapkan oleh Guru:
a. Memberi penjelasan yang relavan dengan pembelajaran modul
b. Memberi bantuan pada Siswa yang mengalami hambatan belajar
Memeriksa tugas-tugas Siswa
d. Menyediakan laboratorium yang diperlengkapi komponen praktik yang dituntut dalam modul
Aktifitas yang harus dilakukan Guru adalah:
a. Membantu Siswa dalam merencanakan Diklat yang akan ditempuh
b. Membimbing Siswa peserta Diklat dalam kegiatan pelatihan
b. Membantu Siswa dalam memahami konsep dan praktik
c. Mengorganisasikan seluruh kegiatan pendidikan dan pelatihan
d. Mempersiapkan prosesi dan perangkat penilaian
e. Melaksanakan penilaian hasil pelatihan
4. Tujuan Akhir
Kinerja yang diharapkan.
3.1. Memahami jenis dan karakteristik motor listrik
a. Siswa dapat menjelaskan jenis motor do dengan tepat dan santun.
b. Siswa dapat Menjelaskan prinsip kerja motor listrik dengan tepat dan benar.
Siswa dapat Menjelaskan prinsip kerja motor induksi 1 fase
d. Menjelaskan prinsip kerja motor induksi 3 fase
e. Memahami konstruksi dari masing-masing jenis Motor Listrik
5. Peta pokok Bahasan
Jenis dan karakteristik motor listrik
Sub pokok bahasan adalah:
a. Jenis motor listrik
b. Motor DC
c. Motor listrik AC
1) Motor listrik AC 1 fasa
2) Motor listrik AC 3 fasa
d. Karakteristik motor listrik
1) Karakteristik motor listrik 1 fasa
2) Karakteristik motor listrik 3 fasa.
2. Jenis-jenis motor listrik
Motor listrik berdasarkan jenis sumber tegangannya dibagi dalam:
a. Motor arus searah (DC Direct Current)
Motor arus searah (motor DC) adalah mesin yang mengubah energi listrik arus searah menjadi energi mekanis. Pada prinsip pengoperasiannya, motor arus searah sangat identik dengan generator arus searah. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.
Kumparan medan pada motor do disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.
b. Motor arus bolak-balik (AC Alternating Current)
Motor arus bolak-balik (motor AC) adalah suatu mesin yang berfungsi untuk mengubah energi listrik arus bolak-balik menjadi energi gerak atau energi mekanik berupa putaran rotor.
1) Motor Tiga Fasa
a) Motor Sinkron
Motor Sinkron adalah mesin sinkron yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Mesin sinkron mempunyai kumparan jangkar pada stator dan kumparan medan pada rotor. Kumparan jangkarnya berbentuk sama dengan mesin induksi, sedangkan kumparan medan mesin sinkron dapat berbentuk kutub sepatu (salient) atau kutub dengan celah udara sama rata (rotor silinder). Arus searah (DC) untuk menghasilkan fluks pada kumparan medan dialirkan ke rotor melalui cincin dan sikat. Jadi kontruksi motor sinkron ini adalah sama dengan generator sinkron, bedanya hanya bahwa generator sinkron rotornya diputar untuk menghasilkan tegangan, sedangkan motor sinkron statomya diberi tegangan agar rotornya berputar.
1) Motor Induksi 3 Fasa
Motor induksi sangat banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari baik di industri maupun di rumah tangga. Motor induksi yang umum dipakai adalah motor induksi 3-fase dan motor induksi 1-fase. Motor induksi 3-fase dioperasikan pada sistem tenaga 3-fase dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri dengan kapasitas yang besar. Motor induksi 1-fase dioperasikan pada sistem tenaga 1-fase dan banyak digunakan terutama untuk peralatan rumah tangga seperti kipas angin, lemari es, pompa air, mesin cuci dan sebagainya karena motor induksi 1-fase mempunyai daya keluaran yang rendah.
2) Prinsip Kerja Motor Induksi 3 Fasa
Motor Induksi 3 Fasa bekerja sebagai berikut. Misalkan kita memiliki sumber AC 3 fasa yang terhubung dengan stator pada motor. Karena stator terhubung dengan sumber AC maka arus dapat masuk ke stator melalui kumparan stator. Sekarang kita hanya melihat 1 kumparan stator saja. Sesuai hukum faraday bahwa apabila terdapat arus yang mengalir pada suatu kabel maka arus itu dapat menghasilkan fluks magnet pada kabel tersebut, dimana arahnya mengikuti kaidah tangan kanan.
Setiap fasa dalam kumparan stator akan mengalami hal yang sama karena setiap fasa dialiri arus, namun besarnya fluks yang dihasilkan tidak sama di setiap waktu. Hal ini disebabkan besarnya arus yang berbeda-beda pada tiap fasa di tiap waktunya.
Misalkan fasa-fasa ini diberi nama a, b, dan c. Ada kalanya arus pada fasa a maksimum sehingga menghasilkan fluks maksimum dan arus fasa b tidak mencapai makismum, dan ada kalanya arus pada fasa b maksimal sehingga menghasilkan fluks maksimum dan arus pada fasa a tidak mencapai maksimum. Hal ini mengakibatkan fluks yang dibangkitkan lebih cenderung pada fasa mana yang mengalami kondisi arus paling tinggi. Secara tidak langsung dapat dikatakan bahwa medan magnet yang dibangkitkan juga ikut "berputar seiring waktu. Kecepatan putaran medan magnet ini disebut kecepatan sinkron.
Sekarang ditinjau kasus rotor sudah dipasang dan kumparan stator sudah dialiri arus. Akibat adanya fluks pada kumparan stator maka arus akan terinduksi pada rotor. Anggap rotor dibuat sedemikian sehingga arus dapat mengalir pada rotor (seperti rotor tipe squirrel cage). Akibat munculnya arus pada rotor dan adanya medan magnet pada stator maka rotor akan berputar mengikuti hukum lorentz. Hal yang menarik disini ialah kecepatan putaran rotor tidak akan pernah mencapai kecepatan sinkron atau lebih. Hal Ini disebabkan karena apabila kecepatan sinkron dan rotor sama, maka tidak ada arus yang terinduksi pada rotor sehingga tidak ada gaya yang terjadi pada rotor sesuai dengan hukum lorentz. Akibat tidak adanya gaya pada rotor maka rotor jadi melambat akibat gaya-gaya kecil (seperti gaya gesek dengan sumbu rotor atau pengaruh udara). Namun saat rotor melambat kecepatan sinkron dan kecepatan rotor jadi berbeda. Akibatnya pada rotor akan terinduksi arus sehingga rotor mendapatkan gaya berdasarkan hukum lorentz. Dari gaya itulah motor dapat menambah kecepatannya kembali. Fenomena perbedaan kecepatan ini dikenal sebagai sip.
Penggunaan motor induksi yang banyak dipakai di kalangan industri mempunyai
keuntungan sebagai berikut:
1. Bentuknya yang sederhana dan memiliki konstruksi yang kuat.
2 Harga relatif murah dan dapat diandalkan.
3. Efisiensi tinggi pada keadaan berputar normal, tidak memerlukan sikat sehingga rugi-rugi daya yang dari gesekan dapat dikurangi.
4. Perawatan waktu mulai beroperasi tidak memerlukan starfing tambahan khusus dan tidak harus sinkron.
c) Motor Induksi Satu fasa
1. Deskripsi
Modul dengan judul "INSTALASI MOTOR LISTRIK kelas XI merupakan bahan ajar yang digunakan sebagai pelengkap proses belajar mengajar produktif peserta diklat Sekolah Menengah Kejuruan. (SMK) Kompetensi Keahlian Teknik Instalasi Tenaga Listrik, Program Studi Keahlian Teknik Ketenagalistrikan.
Modul ini berisi Sembilan kegiatan belajar yaitu:
1. kegiatan belajar 1 berisi materi tentang jenis dan karakteristik motor listrik.
2. kegiatan belajar 2 berisi materi tentang macam-macam pengendali motor listrik.
3. kegiatan belajar 3 berisi materi tentang prinsip kerja komponen pengendali motor listrik.
4. kegiatan belajar 4 berisi materi tentang gambar instalasi motor listrik dengan kendali
elektromagnetik.
5. kegiatan belajar 5 berisi materi tentang sistem proteksi instalasi motor listrik
6. kegiatan belajar 6 berisi materi tentang instalasi motor listrik 1 phase dan 3 phase dengan kendali elektromagnetik.
7. kegiatan belajar 7 berisi materi tentang instalasi motor listrik berbagai kendali.
8. kegiatan belajar 8 berisi materi tentang instalasi motor listrik dengan pengasutan.
9. kegiatan belajar 9 berisi materi tentang rangkaian kendali elekromagnetik.
Strategi pembelajaran yang disarankan pada modul ini adalah berlatih melalui suatu kegiatan praktik, sehingga dalam pembelajarannya diharapkan ada perlengkapan yang menunjang.
2. PRASYARAT
Kemampuan awal yang dipersyaratkan untuk mempelajari modul ini adalah pengetahuan tentang dasar-dasar listrik/elektronika. Untuk menyelesaikan modul ini peserta Diklat harus terlebih dahulu menyelesaikan mata pelajaran sebagai berikut:
a. Gambar Teknik Listrik
b. Dasar Listrik dan Elektronika
c. Pekerjaan Dasar Elektromekanik
3. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
Petunjuk bagi Siswa:
a. Untuk dapat dinyatakan lulus, Anda harus:
b. Menjawab semua pertanyaan dengan benar
c. Mengerjakan seluruh tugas-tugas yang diberikan
d. Melaksanakan tugas praktek dengan benar
e. Mengisi lembaran kerja yang diberikan tiap kegiatan belajar
Langkah yang harus ditempuh:
Menyiapkan bukti penguasaan kemampuan awal yang dipersyaratkan Melaksanakan test kemampuan awal yang dipersyaratkan
Mempelajari isi modul ini dengan seksama.
Menyiapkan perlengkapan yang dibutuhkan, antara lain sbb;
a) Buku Modul Instalasi Motor Listrik
b) Menggunakan Pakaian Kerja
c) Alat Ukur
d) Lembaran Kerja (Job Sheet)
e) Perlengkapan Keselamatan Dan Kesehatan Kerja.
a. Membaca dan mempelajari bahan referensi sebagai penunjang materi yang akan diberikan.
b. Menyelesaikan semua tugas yang diberikan
Meminta Guru/Pelatih/Instruktur untuk merespon kegiatan Saudara
d. Menyelesaikan tes formatif tiap kegiatan pembelajaran
Menyelesaikan tugas-tugas praktik
1. Dalam mengerjakan latihan, cobalah sendiri terlebih dahulu sebelum dikoreksi guru
Perlengkapan yang harus disiapkan oleh Guru:
a. Memberi penjelasan yang relavan dengan pembelajaran modul
b. Memberi bantuan pada Siswa yang mengalami hambatan belajar
Memeriksa tugas-tugas Siswa
d. Menyediakan laboratorium yang diperlengkapi komponen praktik yang dituntut dalam modul
Aktifitas yang harus dilakukan Guru adalah:
a. Membantu Siswa dalam merencanakan Diklat yang akan ditempuh
b. Membimbing Siswa peserta Diklat dalam kegiatan pelatihan
b. Membantu Siswa dalam memahami konsep dan praktik
c. Mengorganisasikan seluruh kegiatan pendidikan dan pelatihan
d. Mempersiapkan prosesi dan perangkat penilaian
e. Melaksanakan penilaian hasil pelatihan
4. Tujuan Akhir
Kinerja yang diharapkan.
3.1. Memahami jenis dan karakteristik motor listrik
a. Siswa dapat menjelaskan jenis motor do dengan tepat dan santun.
b. Siswa dapat Menjelaskan prinsip kerja motor listrik dengan tepat dan benar.
Siswa dapat Menjelaskan prinsip kerja motor induksi 1 fase
d. Menjelaskan prinsip kerja motor induksi 3 fase
e. Memahami konstruksi dari masing-masing jenis Motor Listrik
5. Peta pokok Bahasan
Jenis dan karakteristik motor listrik
Sub pokok bahasan adalah:
a. Jenis motor listrik
b. Motor DC
c. Motor listrik AC
1) Motor listrik AC 1 fasa
2) Motor listrik AC 3 fasa
d. Karakteristik motor listrik
1) Karakteristik motor listrik 1 fasa
2) Karakteristik motor listrik 3 fasa.
2. Jenis-jenis motor listrik
Motor listrik berdasarkan jenis sumber tegangannya dibagi dalam:
a. Motor arus searah (DC Direct Current)
Motor arus searah (motor DC) adalah mesin yang mengubah energi listrik arus searah menjadi energi mekanis. Pada prinsip pengoperasiannya, motor arus searah sangat identik dengan generator arus searah. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.
Kumparan medan pada motor do disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.
b. Motor arus bolak-balik (AC Alternating Current)
Motor arus bolak-balik (motor AC) adalah suatu mesin yang berfungsi untuk mengubah energi listrik arus bolak-balik menjadi energi gerak atau energi mekanik berupa putaran rotor.
1) Motor Tiga Fasa
a) Motor Sinkron
Motor Sinkron adalah mesin sinkron yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Mesin sinkron mempunyai kumparan jangkar pada stator dan kumparan medan pada rotor. Kumparan jangkarnya berbentuk sama dengan mesin induksi, sedangkan kumparan medan mesin sinkron dapat berbentuk kutub sepatu (salient) atau kutub dengan celah udara sama rata (rotor silinder). Arus searah (DC) untuk menghasilkan fluks pada kumparan medan dialirkan ke rotor melalui cincin dan sikat. Jadi kontruksi motor sinkron ini adalah sama dengan generator sinkron, bedanya hanya bahwa generator sinkron rotornya diputar untuk menghasilkan tegangan, sedangkan motor sinkron statomya diberi tegangan agar rotornya berputar.
1) Motor Induksi 3 Fasa
Motor induksi sangat banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari baik di industri maupun di rumah tangga. Motor induksi yang umum dipakai adalah motor induksi 3-fase dan motor induksi 1-fase. Motor induksi 3-fase dioperasikan pada sistem tenaga 3-fase dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri dengan kapasitas yang besar. Motor induksi 1-fase dioperasikan pada sistem tenaga 1-fase dan banyak digunakan terutama untuk peralatan rumah tangga seperti kipas angin, lemari es, pompa air, mesin cuci dan sebagainya karena motor induksi 1-fase mempunyai daya keluaran yang rendah.
2) Prinsip Kerja Motor Induksi 3 Fasa
Motor Induksi 3 Fasa bekerja sebagai berikut. Misalkan kita memiliki sumber AC 3 fasa yang terhubung dengan stator pada motor. Karena stator terhubung dengan sumber AC maka arus dapat masuk ke stator melalui kumparan stator. Sekarang kita hanya melihat 1 kumparan stator saja. Sesuai hukum faraday bahwa apabila terdapat arus yang mengalir pada suatu kabel maka arus itu dapat menghasilkan fluks magnet pada kabel tersebut, dimana arahnya mengikuti kaidah tangan kanan.
Setiap fasa dalam kumparan stator akan mengalami hal yang sama karena setiap fasa dialiri arus, namun besarnya fluks yang dihasilkan tidak sama di setiap waktu. Hal ini disebabkan besarnya arus yang berbeda-beda pada tiap fasa di tiap waktunya.
Misalkan fasa-fasa ini diberi nama a, b, dan c. Ada kalanya arus pada fasa a maksimum sehingga menghasilkan fluks maksimum dan arus fasa b tidak mencapai makismum, dan ada kalanya arus pada fasa b maksimal sehingga menghasilkan fluks maksimum dan arus pada fasa a tidak mencapai maksimum. Hal ini mengakibatkan fluks yang dibangkitkan lebih cenderung pada fasa mana yang mengalami kondisi arus paling tinggi. Secara tidak langsung dapat dikatakan bahwa medan magnet yang dibangkitkan juga ikut "berputar seiring waktu. Kecepatan putaran medan magnet ini disebut kecepatan sinkron.
Sekarang ditinjau kasus rotor sudah dipasang dan kumparan stator sudah dialiri arus. Akibat adanya fluks pada kumparan stator maka arus akan terinduksi pada rotor. Anggap rotor dibuat sedemikian sehingga arus dapat mengalir pada rotor (seperti rotor tipe squirrel cage). Akibat munculnya arus pada rotor dan adanya medan magnet pada stator maka rotor akan berputar mengikuti hukum lorentz. Hal yang menarik disini ialah kecepatan putaran rotor tidak akan pernah mencapai kecepatan sinkron atau lebih. Hal Ini disebabkan karena apabila kecepatan sinkron dan rotor sama, maka tidak ada arus yang terinduksi pada rotor sehingga tidak ada gaya yang terjadi pada rotor sesuai dengan hukum lorentz. Akibat tidak adanya gaya pada rotor maka rotor jadi melambat akibat gaya-gaya kecil (seperti gaya gesek dengan sumbu rotor atau pengaruh udara). Namun saat rotor melambat kecepatan sinkron dan kecepatan rotor jadi berbeda. Akibatnya pada rotor akan terinduksi arus sehingga rotor mendapatkan gaya berdasarkan hukum lorentz. Dari gaya itulah motor dapat menambah kecepatannya kembali. Fenomena perbedaan kecepatan ini dikenal sebagai sip.
Penggunaan motor induksi yang banyak dipakai di kalangan industri mempunyai
keuntungan sebagai berikut:
1. Bentuknya yang sederhana dan memiliki konstruksi yang kuat.
2 Harga relatif murah dan dapat diandalkan.
3. Efisiensi tinggi pada keadaan berputar normal, tidak memerlukan sikat sehingga rugi-rugi daya yang dari gesekan dapat dikurangi.
4. Perawatan waktu mulai beroperasi tidak memerlukan starfing tambahan khusus dan tidak harus sinkron.
c) Motor Induksi Satu fasa