Motor Split Phase
description
Transcript of Motor Split Phase
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada era industri modern saat ini, kebutuhan terhadap alat produksi yang
tepat guna sangat diperlukan dapat meningkatkan efisiensi waktu dan biaya.
Sebagian besar alat industri dan rumah tangga menggunakan tenaga listrik sebagai
energi penggerak utamanya. Penggunaan motor Split phase (fasa belah) satu phasa
saat ini banyak digunakan diberbagai aplikasi. Salah satu penggunaan motor Split
phase yang sering ditemui yaitu terdapat diperabotan rumah tangga berupa mesin
cuci dan peralatan- peralatan yang serig dijumpai dalam rumah seperti kipas angin,
AC, dan yang lainnya.
Motor split phase adalah motor yang paling umum yang digunakan dalam
sistem kontrol gerak industri, serta home appliances powered utama. Sederhana dan
kasar desain, murah, pemeliharaan rendah dan sambungan langsung ke sumber
listrik AC adalah keuntungan utama Motor split phase. Meskipun motor split phase
lebih mudah untuk desain dari motor DC, kecepatan dan torque kontrol dalam
berbagai jenis motor split phase memerlukan pemahaman yang lebih besar dari
desain dan karakteristik motor tersebut.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah agar dapat mengetahui motor satu
fasa berdasarkan prinsip kerjanya dan konstruksi motor itu sendiri, dimana bagian-
bagian konstruksi motor-motor tersebut akan dijelaskan berdasarkan prinsip kerja
masing-masing.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Motor split fasa (split phase winding)
Motor jenis ini merupakan motor satu fasa yang menggunakan kumparan bantu
untuk menghasilkan gaya putar. Jenis motor ini disebut juga motor fase belah,
mempunyai kumparan utama dan kumparan bantu. Kumparan bantu digunakan untuk
menghasilkan medan yang berbeda fasa dengan medan yang dihasilkan pada kumparan
utama. Kumparan bantu ini dapat berupa belitan induktor dengan resistor dan induktor
dengan kapasitor.
2.2 Prinsip Kerja
Motor jenis ini bekerja berdasarkan perbedaan fasa antara kumparan bantu berupa
induktor dengan resistor dengan kumparan utama. Jika kumparan bantu ini
ditempatkan secara paralel dengan belitan utama maka nilai R/XL1 dari belitan bantu
dapat diatur sedemikian rupa sehingga dihasilkan perbedaan fasa dibawah 900. Dengan
menaikkan nilai R maka dihasilkan perbandingan R/XL1 yang lebih tinggi sehingga
perbedaan fasa lebih mendekati 900 dan torka starting yang dihasilkan lebih besar.
Motor jenis ini memiliki torka starting yang rendah. Karakteristik dan rangkaian
ekuivalen motor jenis ini diperlihatkan pada gambar 3.1. Pada kumparan bantu juga
dipasang saklar sentrifugal untuk memutuskan arus listrik pada kumparan bantu bila
putaran motor mencapai 75% dari putaran nominal.
Motor ini terdiri dari kumparan utama dan kumparan bantu yang berbeda sekitar
90 0 listrik dengan tahanan dan reaktansi yang berlainan sehingga arus yang mengalir
tidak sefasa. Perbedaan arus kumparan utama dan kumparan bantu akan menyebabkan
terjadinya perbedaan fluks medan utama dan fluks medan bantu pada stator, akibatnya
akan menghasilkan medan putar yang menimbulkan kopel mula pada motor. Dengan
adanya kopel mula ini, maka motor akan berputar. Saklar (S) dilepaskan dengan gaya
sentrifugal pada 75 % putaran normal. Kopel start dari motor split fasa 150% dari kopel
beban penuh (Ist = 1,5 If).
Gambar 9. Rangkaian dan diagram vector motor split fasa
Iu berbeda fasa dengan IB, caranya adalah dengan memperbesar tahanan pada RLB
(RLB>>RLU)
Gambar 3.1 Karakteristik Motor Split Fasa
2.3 Karakteristik Torsi
Ket;TBP = Torsi beban penuh
Gambar 11. Rangkaian dan diagram vector motor split fasa
Gambar 12. Karakteristik motor split fasa
Penurunan torsi terjadi karena yang bekerja hannya kumparan utama, akibatnya saklar sentrifugal melepas pada saat kecepatan mencapai 75% sehingga kecepatan mengalami sinkronisasi dimana T = 0, karena ns = nr, yang seolah olah mesin menjasi mati.
2.4 Konstruksi motor
Susunan bagian-bagian pokok motor fasa belah terdiri dari :
Stator
Rotor
Tutup sebagai penyangga
Saklar Sentrifugal
2.4.1 Stator
Stator adalah bagian motor yang diam, dibagian dalamnya terdapat alur-alur untuk
menempatkan gulungan-gulungan utama dan gulungan bantu. Diameter kawat gulungan
utama pada umumnya lebih besar dari diameter kawat gulungan bantu.
Kumparan stator terdiri dari kumparan tembaga atau kawat tembaga atau kawat tembaga yang dimasukkan dalam alur-alur stator yang dikenal dengan kumparan utama (main winding) dan kumparan kawat tembaga lain yang disebut dengan kumparan Bantu (auxiliary winding) yang ditempatkan juga pada alur-alur stator yang masih kosong.
Kumparan utama selalu dirancang mempunyai nilai resistansi rendah dan nilai reaktansi tinggi dibanding dengan kumparan Bantu yang selalu mempunyai nilai reaktansi rendah dan resistansi tinggi. Kedua kumparan ini dihubungkan kesumber jala-jala. Dengan kondisis nilai resistansi dan reaktansi kumparan masing-masing tidak sama nilainya, maka sudut fase arus yang mengalir melalui kumparan utama.
Akibat adanya beda fasa antara arus kumparan utama dan arus kumparan Bantu maka pada stator akan terjadi medan magnet ini akan diinduksikan pada kumparan rotor dan akhirnya akan berputar.
2.4.2 Rotor
Rotor yang digunakan adalah tipe gulungan sangkar tupai yang pada salah satu
ujungnya dilengkapi dengan kipas fungsinya sebagai pendingin pada waktu motor
bekerja. Rotor juga dilengkapi dengan alat mekanis yang dapat mendorong saklar
sentrifugal.
Konstruksi rotor sangkar berbentuk silinder yang sangat sederhana dibandingkan dengan rotor lilit. Inti rotor dilengkapi dengan beberapa alur (slot) dan dalam alur tersebut ditempatkan batang tembaga atau aluminium dengan penampang yang besar dan tidak berisolasi. Ujung batang tersebut dihubung singkatkan oleh cincin dengan bahan yang sama sehingga merupakan suatu kurungan. Bentuk susunan batang penghantar dalam alur rotor tersebut dibedakan atas dua macam, yakni alur lurus (direct bars) dan alur miring (skewed bars). Namun yang banyak digunakan adalah susunan alur miring, karena mempunyai pengaruh dan kebaikan sebagai berikut.a. Tidak bising disaat motor beroperasib. Dapat memberikan kopel yang merata pada berbagai posisi rotorc. Dapat memeperbesar perbansingan transformasi efektif antara rotor dan stator
motord. Batang lebih panjang, sehingga gaya gerak listrik (ggl) rotor bertambah besare. Impedansi motor besar pada slip tertentuf. Slip kecil pada kopel tertentu
Gambar 1. konstruksi rotor sangkar
Adapun arah putaran rotor ditentukan oleh arah arus yang melalui kumparan utama dan kumparan Bantu. Akibat dari arus jala-jala yang terpecah atau atau terbelah menjadi dua bagian dimana yang satu menuju kumparan utama sedangkan yang lain menuju kumparan Bantu, maka motor ini disebut motor fasa belah. Untuk mendapatkan beda fasa yang terbaik antara flux yang dibangkitkan oleh kumparan utama dan kumparan Bantu sehingga motor berputar optimal, maka pada motor fasa belah mempunyai empat kutub, penempatan awal ujung kumparan utama dan ujung kumparan Bantu adalah sebesar 90o listrik. Sedangkan untuk motor 8 kutub sebesar 40o listrik dan untuk 12 kutub sebesar 30o listrik.
2.4.3 Tutup sebagai penyangga rotor.
Pada kedua tutup terdapat bantalan (bearing) penyangga poros rotor . Salah
satu tutup pada bagian dalam dilengkapi dengan saklar sentrifugal, pada tempat
inilah sambungan-sambungan dari gulungan motor dikeluarkan untuk selanjutnya
dihubungkan pada terminal motor.
2.4.3 Saklar sentrifugal
Saklar sentrifugal model biasa terdiri dari dua bagian pokok yaitu bagian tetap dan bagian berputar. Apabila motor dalam keadaan diam maka kontak yang ada pada bagian tetap, dalam keadaan tertutup karena adanya tekanan dari bagian berputar. Pada kecepatan kira-kira 75% dari kecepatan penuh bagian yang berputar akan melepaskan tekanannya pada kontak tetap dan menyebabkan kontak terbuka.
Saklar sentrifugal jenis lain adalah jenis electromagnetik. Dalam keadaan normal, saklar dalam kondisi normal open (NO). pada waktu starting, arus yang melewati kumparan utama sangat tinggi. Dengan pemasangan saklar
elektromagnetik secara seri terhadap kumparan utama maka pada saat starting arus kumparan utama yang tinggi menyebabkan saklar elektromagnetik bersifat magnet. Hal ini menyebakan kontaktor pada saklar tersebut tertarik sehingga ada arus listrik dari sumber jala-jala yang melalui kumparan Bantu. Setelah motor berputar 75% dari kecepatan penuh arus yang mengalir kumparan utama akan menurun dan hal ini yang menyebabkan sifat magnet yang ada pada saklar menjadi hilang sehingga kontaktor akan terbuka lagi.
Gambar 3.4. Bagian-bagian motor fasa belah
2.5 Ganggungan kerusakan motor fasa belah
Motor cepat panas, ini disebabkan karena beban motor terlalu berat atau saklar
sentrifugal tidak bekerja.
Motor tidak mampu berputar, hal ini disebabkan oleh hubungan kumparan bantu
terlepas atau kapasitornya bocor.
Gulungan statornya terbakar, hal ini mungkin disebabkan tegangan kurang.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Motor phase belah memiliki kumparan utama dan kumparan bantu yang letaknya bergeser 90O listrik dan disambung paralel.
Arus yang ada pada kedua kumparan bergeser sebesar (teoritis 90 O listrik) dengan demikian seolah-olah seperti dua phasa. Dua arus dalam kumparan inilah yang akan menimbulkan medan magnit berputar dan menyebabkan motor akan berputar dengan sendirinya (self starting).
Pada motor phasa belah, kumparan utama mempunyai tahanan murni rendah dan reaktansi tinggi, sebaliknya kumparan bantu memiliki tahanan murni tinggi dan reaktansi rendah. Tahahan murni kumparan bantu dapat diperbesar dengan menambah R yang disambung seri dengannya atau menggunakan kumparan dengan kawat yang diameternya sangat kecil.
Untuk memutuskan aliran arus listrik kek kumparan bantu dilengkapi dengan saklar Sentrifugal yang dihubungkan seri dengan kumparan bantu. Alat ini secara otomatis akan memutuskan arus pada kumparan bantu setelah motor mencapai kecepatan 75 % dari kecepatan penuh.
MOTOR KUTUB BAYANGAN
(SHADED POLE MOTOR)
Motor kutub bayangan (bahasa Inggris: Shaded-pole motor) atau biasa disebut juga
shaded pole adalah salah satu jenis dari motor induksi AC baik daya listrik satu fase maupun
tiga fase. Pada dasarnya motor ini adalah motor sangkar bajing yang kumparan bantunya
diberi cincin tembaga yang melingkar di setiap kutubnya. Kumparan bantu ini disebut juga
dengan kumparan bayangan. Arus terinduksi kedalam kumparan dengan menunda fase
medan magnet dari fluks magnetik pada kutub bayangan (shaded pole) sehingga cukup untuk
membentuk medan yang berputar untuk memutar rotor. Arah dari medan putar pada motor
shaded pole adalah dari kutub utama ke kutub bayangannya. Karena perbedaan sudut fase
antara kutub utama dengan kutub bayangannya sangat kecil, menyebabkan motor ini hanya
menghasilkan torsi yang kecil. motor induksi satu fasa yang diperlengkapi dengan belitan
bantu yang dihubungkan secara parallel dengan belitan utama. Stator motor shaded pole
berbentuk sepatu kutub (salient). Kumparan stator hanya terdiri dari kumparan utama. Untuk
membentuk medan putar dipasang shaded coil yang merupakan suatu rangkaian tertutup pada
sepatu kutub tersebut.
Tegangan bolak balik dari kumparan utama akan di induksikan pada shaded coil. Dengan adanya tegangan induksi ini maka pada shaded coil akan mengalir arus dan menimbulkan fluks lawan dari kumparan utama. Dengan demikian terjadi beda fasa antara fluks kumparan utama dengan fluks shaded coil (kumparan bayangan). Kedua fluks tersebut berbeda nilainya dan dianggap kutub itu menghasilkan fluks lemah (dalam cincin) dan di superimpose fluks kuat (diluar cincin) sehingga terdapat medan putar.
1. Konstruksi Motor Kutub Bayangan (Shaded Pole Motor)
Konstruksi motor induksi satu fasa sama dengan motor induksi 3 fasa, bedanya kumpran stator hanya ada 1 fasa. Sumber bolak balik dari jala – jala listrik yang mengalir melalui kumparan stator pada motor induksi satu fasa akan menghasilkan fluks bolak balik di sekitar kumparan stator tersebut. Motor ini merupakan jenis sederhana dari motor induksi yang mengasut sendiri Motor ini terbatas pada ukuran ukuran yang kecil, memiliki torsi pengasut yang jelek dan sangat tidak efisien. Namun mudahnya untuk diasut mengimbangi kerugian – kerugian ini bilamana beban – beban sangat ringan. Apabila arus bolak – balik
dialirkan pada kumparan kutub, poros kutub akan bergerak dari kutub utama (un shaded pole) ke kutub bayangan (shaded pole). Bergesernya poros medan magnet menyebabkan seakan – akan kutub ini bergerak. Oleh sebab itu, rotor berputar dari kutub utama ke kutub bayangan Jika motor dihubung pada sumber arus bolak – balik maka berdasarkan hukum faraday pada belitan yang dihubung singkat yang ada pada kutub magnet akan terbentuk GGL induksi dan arus induksiArus yang timbul akan menghasilkan fluks magnet yang mempunyai arah selalu melawan fluks utama. Bagian ini disebut kutub bayangan. Konstruksi motor shaded pole sangat sederhana yaitu terdiri dari stator, rotor dan penyangga. Bagian lengkap dari motor shaded pole seperti terlihat pada gambar 1 di bawah ini.
Gambar 1. Motor shaded pole
StatorBagian stator merupakan kutub-kutub yang bagian permukaannya ditempatkan cincin yang terbuat dari tembaga. Karena cincin inilah yang menyebabkan terjadinya kutub bayangan.RotorRotor adalah bagian yang berputar dan tipenya adalah rotor sangkar.PenyanggaPenyangga poros rotor ini sangat sederhana yang dibuat dari besi plat yang dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat memegang bagian rotor yang berputar.
Motor ini dibuat dengan ukuran motor fraction horse power dan digunakan untuk bermacam-macam kebutuhan seperti kipas angina 2 kecepatan, hair drayer, blower dan sebagainya.
Gambar 2 motor shaded pole
Motor ini mempunyai kopel start yang rendah dan hanya bekerja pada tegangan AC.
Motor kutub bayangan hanya mempunyai satu buah kumparan, stator dibagi menjadi 2
bagian yaitu kutub utama dengan kutub bayangan. Lalu pada kutub bayangan diberi cincin
tembaga yang melingkar yang mengakibatkan keterlambatan medan magnet pada bagian
kutub bayangan(shaded pole).
Gambar 3 kutub utama dan kutub bayangan motor shaded pole
Gambar sebelah kiri menunjukkan motor kutub bayangan berkutub 4, dengan penguat
kumparan disambung seri. Sedangkan gambar sebelah kanan menunjukkan sebuah kutub dari
motor kutub bayangan, kira-kira 1/3 dari kutub diberi alur yang selanjutnya dilingkari dengan
satu lilitan hubung singkat (cu coil) dan dikenal dengan shading coil (kumparan bayangan.
Kutub dari bagian ini dikenal dengan nama kutub bayangan, dan bagian lainnya bagian bukan
bayangan (un- shaded pole).
2. Prinsip Kerja
Motor ini memiliki desain stator yang berupa lempengan besi yang dilaminasi, dengan
salah satu ujung kutub stator dibagi dan dipasangi dengan cincin tembaga (cooper rings).
Cincin ini dinamakan shading coil yang berfungsi menciptakan kutub bayangan. Ketika stator
diberi tegangan AC, maka fluks magnetik terbentuk pada semua kutub stator, namun pada
bagian cincin tembaga fluks ini akan berpotongan dan menghasilkan arus induksi pada cincin
tembaga. Arus induksi pada cincin tembaga ini akan menghasilkan fluks yang berlawanan
dengan fluks utama dan berfungsi sebagai kutub bayangan (belitan bayangan) sehingga
dihasilkan medan putar. Motor ini menghasilkan torka awal yang sangat rendah sehingga
dapat digunakan untuk memutar beban yang kecil (40 – 50 % torka beban penuh). Karena
hanya memiliki satu belitan dan kutub bayangan maka arah putaran motor hanya satu arah
dan tidak dapat dibalik. Motor jenis ini juga tidak membutuhkan saklar sentrifugal, sehingga
tidak memerlukan perawatan.
Pada kutub bayangan(shaded pole) diberi cincin tembaga yang melingkar sehingga mengakibatkan medan magnet pada daerah shaded pole mengalami perbedaan sudut fase dengan kutub utama(unshaded pole). Kemudian apabila arus bolak-balik dialirkan pada kumparan kutub, poros kutub akan bergerak dari kutub utama (un-shaded pole) ke kutub bayangan (shaded pole). Bergesernya paras medan magnit menyebabkan seakan-akan kutub itu bergerak. Oleh sebab itu rotor bergerak dari kutub utama ke kutub bayangan.
Gambar 4. Motor Shaded Pole
Untuk lebih jelasnya akan dijelaskan tentang bergeraknya poros medan magnit tersebut. sudah kita ketahui bahwa shading coil (kumparan/cincin hubung singkat) tahanannya sangat kecil apabila arus bolak-balik mengalir pada kumparan kutub membesar, hal ini akan menyebabkan timbulnya tegangan pada shading coil dengan polaritas yang berlawanan dengan penyebab (prinsip trafo).jadi bila arus pada kumparan magnit naik (membesar), maka arus induksi dalam shading coil menurun . sebaliknya bila arus pada kumparan magnit menurun, arus induksi pada shading coil membesar.
Gambar 5. Prinsip bergeraknya poros medan magnit pada motor shaded pole
Pada gambar sebelah kiri melukiskan arus penguat sedang meningkat dari O ke A. Karena shading coil memiliki tahanan yang rendah, sehingga dalam kumparan ini mengalir arus yang besar, sedang arahnya melawan terhadap arah arus di dalam kumparan penguat magnit yang menyebabkannya. Dengan demikian, garis gaya paling rapat pada bagian kiri. Perhatikan posisi medan magnit Na.
Pada gambar bagian tengah, melukiskan arus penguat pada daerah harga tertinggi yaitu dari titik A ke B. saat itu perubahannya sangat kecil, sehingga secara praktis tak menimbulkan tegangat pada shading coil, dengan demikia garis-garis gaya magnit terbagi secara merata keseluruh permukaan kutub, sehingga medan magnit terletak pada Nb.
Pada gambar bagian kiri, melukiskan arus penguat sedang menurun dari B ke O. hal ini akan menimbulkan arus induksi pada shading coil. Dalam hal ini aksi menuju nol, maka reaksinya menuju maximum. Di bagian shaded pole terjadi hal yang berlawanan dengan pada bagian un-shaded pole (kutub utama). Pada bagian shaded arus induksi justru memperkuatnya, sehingga kekuatan medan magnit pada saat ini seakan-akan menggeser dari kutub un-shaded ke kutub shaded dan medan magnit terletak paa Nc.
Dari uraian diatas didapatkan hal sebagai berikut : Selama ½ periode positip dari arus penguat kutub, terjadilah pergeseran kutub N
(utama ) sepanjang permukaan kutub, dari un-shaded pole –shaded pole.
Selama ½ periode negatif berikutnya, arus penguat dengan kutub S (selatan) akan
berlangsung kejadian sama.
Gambar 6 Mengatur putaran motor shaded pole dengan choke coil
3. Aplikasi
Motor shaded pole banyak digunakan pada alat-alat listrik yang memerlukan putaran dengan torsi yang ringan, seperti kipas angin, pompa air akuarium, motor kaset player dan lain-lain.
Motor ini tidak memiliki kapasitor, saklar sentrifugal atau alat bantu starting lainnya.Karena torsi pada saat startnya kecil. Maka motor ini digunakan pada rumah tangga seperti menggerakkan kipas angin, blender, hair dryer dan beban-beban lain yang mudah untuk digerakkan.
Dari sisi pandangan elektris, medan magnet mampu untuk mengimbangi tegangan pada konduktor, sedangkan dari sisi pandangan mekanis, medan magnet sanggup untuk menghasilkan gaya dan kopel.Keutamaan medan magnet sebagai perangkai proses konversi energi disebabkan terjadinya bahan-bahan magnetik yang memungkinkan diprosesnya kerapatan energi yang tinggi, kerapatan energi yang tinggi ini akan menghasilkan kapasitas tenaga perunit volume mesin yang tinggi pula. Jelaslah bahwa pengertian kuantitatif tentang medan magnet dan rangkaian magnet merupakan bagian penting untuk memahami konversi energi.
4. Kerusakan pada motor shaded pole
Kerusakan yang sering terjadi adalah kumparan penguat medan, sering terbakar yang disebabkan putaran rotor terganggu atau macet. Untuk memperbaikinya dapat digulung ulang.
5. Langkah-langkah Pemeliharaan dan perbaikan motor shaded pole (kutub
bayangan)
Seperti pada motor induksi yang lain cara-cara pemeliharaan/ langkah pemeliharaannya
hampir sama, tetapi jenis motor ini lebih mudah dalam menentukan pemeliharaan dan
perbaikannya dikatakn lebih mudah karena konstruksinya relatif kecildan sederhana.
Tabel Troble Shorting (Penanganan gangguan dan cara perbaikannya)
Jenis Motor
Trobel
(Kesalahan/
Gangguan)
Kemungkinan
Penyebabnya
Cara
Perbaikannya
(Penanganan
Gangguan)
Motor Shaded
Pole ( kutub
bayangan)
1. Motor tidak
dapat distart
1) Sumber
AC (stop
kontak) tidak
ada arus
- Cek stop kontak
dengan avo meter
pastikan tegangan
ada, AC 220 V, jika
tidak ada cek MCB
apakah turun (off)
jika ya naikkan
2) Kabel
penghubung
putus
3) Kabel
sakelar pemilih
putaran ke motor
putus.
4) Lilitan
kumparan utama
putus
MCB (on).
- Cek kabel
penghubung dengan
avo meter jika ada
yang putus
sambungkan denga
disolder lalu
diisolasi, pastikan
hubungan sudah
benar.
- Cek kabel antara
sakelar output ke
lilitan motor, jika
ada yang putus
segera sambungkan
dengan solderan dan
pastikan sudah
tersambung dengan
benar.
- Cek ujung-ujung
lilitan kumparan
utama dengan avo
meter jika benar ada
yang putus segera
sambung dengan
solderan dan
diisolasi. Jika
kumparan rusak
segera ganti dengan
belitan yang baru.
2. Motor dapat
distart tetapi
1) Bantalan
as longgarakibat
- Cek bantalan
asapakah sudah aus,
tidak berputar
(mendengung)
aus
2) Cincin
bayangan
(shaded coil)
putus / lepas
3) Poros
bengkok pada
rotor
jika benar segera
perbaiki dengan cara
mengganti dudukan
bantalan dengan
yang baru.
- Cek shaded coil jika
benar putus/lepas
segera perbaiki
dengan memasang
kembali shaded coil
tersebut, jika putus
dapat kita sambung
dengan solderan.
- Cek porosnya, jika
benar bengkok dapat
kita perbaiki dengan
center mesin bubut
lalu kita luruskan
sedikit demi sedikit,
jika tidak bisa kita
ganti dengan rotor
cadangan.
dst
MOTOR SERVO
1. Pengertian Motor Servo
Motor servo adalah jenis motor yang digunakan sebagai penggerak pada sistem servo
(servosystem) seperti pada penggerak pada kontrol posisi lengan robot. Motor servo secara
struktur mesin listrik ada 2 macam : dc servo motor dan ac servo motor. [2] DC Servo motor
mempunyai konstruksi yang sama dengan konstruksi motor dc. Dalam motor dc konvensional
sikat dan cincin belah merupakan suatu kerugian. Karena ada gesekan antara sikat dan cincin
maka akan terjadi rugi gesek, timbulnya percikan api dan terkikisnya sikat arang maupun
cincin. Maka mulai dipikirkan Motor dc tanpa sikat atau disebut Brushless DC Motor.
Brushless DC Motor dapat diwujudkan dengan menggunakan prinsip kerja motor induksi 3
phasa (tanpa sikat dan cincin). Dengan menambahkan komponen permanent magnet,
electronic inverter (yang menimbulkan medan putar) dan position control (umumnya
menggunakan sensor effek Hall), maka akan didapatkan motor dc brushless. Jadi disini
rangkaian inverter dan kontrol posisi berfungsi sebagai pengganti komutator mekanik (sikat
& cincin belah) dalam membalik medan. Motor dc brushless ini mempunyai karateristik yang
mendekati dc motor konvensional. [2] Untuk mengerti cara kerja Motor Servo DC Magnet
Permanen haruslah dimengerti bagaimana prinsip kerja Motor DC Magnet Permanen, Motor
DC tanpa sikat dan medan putar.
Motor servo merupakan sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali dengan sistem
closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada motor servo posisi putaran
sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di
dalam motor servo.
Gambar 1. Contoh Motor Servo
Motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variabel resistor (VR) atau
potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas
maksimum putaran sumbu (axis) motor servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo
diatur berdasarkan lebar pulsa yang pada pin kontrol motor servo.
Gambar 2. Komponen-komponen pada motor servo
2. Jenis-jenis motor servo
Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana arah dan
sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan dengan memberikan variasi lebar pulsa (duty
cycle) sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya.
a. Motor Servo Standar 180˚
Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi
masing-masing sudut mencapai 90˚ sehingga total defleksi sudut kanan-tengah-kiri adalah
180 ˚.
b. Motor Servo Continous
Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut
putar (dapat berputar secara kontinyu).
3. Pulsa Kontrol Motor Servo Operasional motor servo dikendalikan oleh sebuah pulsa
selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari
range sudut maksimum. Apabila motor servo diberikan pulsa dengan besar 1.5 ms
mencapai gerakan 90°, maka bila kita berikan pulsa kurang dari 1.5 ms maka posisi
mendekati 0° dan bila kita berikan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati
180°.
Pulsa kendali motor servo :
Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal
PWM dengan frekuensi 50 Hz. Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50 Hz tersebut
dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5 ms, maka rotor dari motor akan berhenti tepat di
tengah-tengah (sudut 0°/ netral). Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang
dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar ke berlawanan arah jarum jam (Counter Clock wise,
CCW) dengan membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan
akan bertahan diposisi tersebut. Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang
diberikan lebih dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar searah jarum jam (Clock Wise, CW)
dengan membentuk sudut yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan bertahan
diposisi tersebut.
4. Aplikasi Motor Servo:
1. Manipulators
2. Moving camera
3. Robot arm
DAFTAR PUSTAKA
http://hasrulbakri.wordpress.com/2010/03/15/motor-ac/#more-129
http://hasrulbakri.wordpress.com/2010/03/15/motor-split-fase-fase-belah/
Sumber: http://ochelandking.blogspot.com/2010/01/materi-kuliah-mesin-listrik-dasar-
pasca.html
http://www.robotindonesia.com/article/an0012.pdf