Merencanakan Pekerjaan untuk Menggulung Ulang Kumparan Stator Motor Listrik Satu Fasa

 Oleh Dwi Hani N. 

Motor AC adalah mesin listrik yang mengubah energi listrik (AC) menjadi energi mekanik. Motor AC banyak digunakan di rumah tangga dan industri.  

Menurut Jenis Arus :

• Motor 3 Fase
• Motor 1 Fase

Konstruksi motor induksi satu fasa dan tiga fasa terdiri dari 2 bagian utama yaitu:

1. Stator

    Secara prinsip stator adalah bagian dari motor listrik yang tidak berputar disamping itu pada stator terdapat alur–alur yang berisi kumparan–kumparan kawat. Bagian dari stator adalah

• Rumah stator dari besi tuang
• Inti stator dari besi lunak atau baja silikon
• Alur dan gigi materialnya sama dengan inti stator. Alur merupakan tempat untuk meletakkan belitan
• Belitan stator dari kawat tembaga
• Bearing
• Terminal

Pada stator terdapat susunan kawat yang dimasukkan kedalam alur. Jumlah kutub dari suatu motor akan menentukan lambat cepatnya putaran suatu motor. Jumlah putaran motor dapat dihitung dengan Rumus:

Ns = 60 . F / P

Ns = Putaran sinkron (Rpm)
F =  rekuensi jala–jala (Hz)
P = Jumlah pasang kutub

2. Rotor

    Rotor merupakan bagian dari motor yang berputar. Ada 2 jenis rotor, yaitu rotor belit dan rotor sangkar. Secara umum hampir 90% dari motor induksi banyak menggunakan rotor sangkar . Karena rotor jenis ini, adalah paling sederhana dan kuat, terbuat dari baja silicon dan terdiri dari inti yang berbentuk silinder yang sejajar dengan alur/slot dan diisi dengan tembaga atau alumunium yang berbentuk batangan.

Selain dua bagian utama tersebut motor induksi juga mempunyai konsturksi tambahan antara lain rumah stator, tutup stator, kipas dan terminal hubung. 

Merakit Kumparan Pada Motor Listrik 1 Fasa

➤ Bentuk Kumparan Stator

Bentuk kumparan stator dari motor induksi 1 fasa dapat dibagi menjadi  3 macam, yaitu :

• Kumparan jerat atau lilitan bertumpuk /Lap winding juga dapat dinamakan dengan lilitan spiral (gambar a) benyak digunakan untuk motor–motor (generator) dengan kapasitas yang relatif besar. Umumnya untuk kelas menengah keatas, walaupun secara khusus ada mesin listrik dengan kapasitas yang lebih besar, kumparan statornya menggunakan sistem kosentris. 
• Kumparan terpusat /concentric winding.  (gambar b). pada umumnya sistem ini banyak digunakan untuk motor dan generator dengan kapasitas kecil. Walaupun ada juga secara khusus motor–motor dengan kapasitas kecil menggunakan kumparan dengan tipe spesial.
• Kumparan gelombang /wave winding  (gambar c), untuk motor dengan belitan sistem ini banyak digunakan kapasitas besar

 

 ➤ Cara menggulung ulang kumparan stator motor induksi 1 fasa

Motor–motor induksi 1 fasa pada dasarnya adalah sama dengan motor induksi 2 fasa. Pada motor induksi 1 fasa terdapat 2 jenis kumparan, yaitu kumparan utama (running winding) dan kumparan bantu (starting winding). Kumparan utama (Ku) mempunyai luas penampang kawat yang lebih besar dan jumlah lilitan yang lebih banyak. Sedangkan untuk kumparan bantu (Kb) memiliki luas penampang yang kecil dan jumlah lilitannya sedikit.                                      

- Langkah Kumparan

Yang dimaksud dengan langkah kumparan (Yg) adalah sudut kisar yang dibentuk antara 2 sisi kumparan. Untuk mendapatkan kopel putar yang maksimal, maka langkah kumparan harus = satu jarak kutub. Satu jarak kutub adalah kisar sudut antara kutub utara (U) dan kutub selatan (S) yang paling dekat. Jarak kutub = Tho (Ժ) dan 1 jarak kutub = 180^o listrik. Bila jumlah pasang kutub suatu motor = P, maka jumlah kutub = 2p. Perbandingan antara derajat lingkaran /derajat busur dan derajat listrik, adalah

P = 1, maka 360^o  busur = 1 x 360^o listrik
P = 2, maka 360^o busur  = 2 x 360^o listrik
P = 3, maka 360^o busur  = 3 x 360^o listrik 

Maka perbandingan  derajad busur dan derajad listrik yaitu :

 a^o Bs = p. a^o L . 

Bila jumlah alur adalah G, dan 1 keliling stator = 2p., Maka jarak 1 kutub = 180 ^o L = G/2p
Misal gambar berikut ini adalah motor 1 fasa yang mempunyai 12 alur  

Maka G = 12 alur,       jarak 1 kutub = 12 : 2 = 6 alur

Yaitu 6 alur kutub utara, 6 alur kutub selatan 

- Jumlah Alur per kutub per fasa

Apabila jumlah fasa = m, maka  tiap fasa akan memiliki kumparan bagian sebanyak G/2p.m, sehingga pada setiap kutub  tiap fasa akan menempuh alur sebanyak G/2p.m alur. Bila banyaknya alur pada tiap kutub untuk tiap fasa adalah g, maka  g = G/2p.m alur.

- Menempatkan Kumparan (Pergeseran Tempat)

Untuk menempatkan kumparan pada setiap fasa, maka harus selalu ditempatkan saling bergeseran. Tujuannya agar kopel putar yang dihasilkan saling bergeser fasa. 

- Rumus yang digunakan untuk membelit motor induksi adalah sebagai berikut:

Tho p  = G/2p

g = G/2p . m

K = G/2p

KAR = 360 ° ruang/G

KAL = KAR . p

Kp = 360 °/ KAL

Keterangan

Tho p = Langkah alur dari sisi kumparan 1 ke sisi kumparan 2

G = Jumlah alur

g =  Jumlah alur pada tiap kutub untuk tiap fasa

2p = Jumlah kutub

P = Jumlah pasang kutub

Q = Banyak kumparan tiap kelompok

M = Jumlah fasa

KAR = kisar alur dalam derajad radial

KAL = Kisar alur dalam derajad listrik

Kp = Kisar fasa

K = Jumlah sisi kumparan tiap kutub

Berikut ini contoh pembagian alur untuk belitan/ kumparan Utama (Ku) dan Kumparan bantu (Kb) pada motor AC 1 Fasa.

Contoh 1 : Motor AC 1 Fasa 12 alur 2 kutub

Untuk rumus perhitungan gambar bentangan belitan motor listrik AC 1 fasa tidak ada rumus yang baku, tetapi dapat digunakan perbandingan antara Ku dan Kb dengan menggunakan rumus:

• G/2p (jumlah alur dalam 1 kelompok)
• 2/3 . G (jumlah kumparan utama)
• 1/3 . G (jumlah kumparan bantu)

Diketahui :

m = 1 fasa

G = 12 alur

2p = 2 kutub

Maka   

Ku = 2/3 x 12 = 8 alur

Kb = 1/3 x 12 = 4 alur 

G/2p = 12/2   = 6 alur dalam 1 kelompok

Ku = 2/3 x 6 = 4 alur dalam 1 kelompok

Kb = 1/3 x 6 = 2 alur dalam 1 kelompok

Langkah menggambar gambar bentangan kumparan motor AC 1 fasa, 12 alur 2 kutub

1.    Buatlah alur dan beri nomor

2.    Kumparan Ku dimulai dari no 1 masuk ke Alur no 6, menggulung konsentris ke alur no 2 ke alur no 5

3.   Dari alur no 5 masuk ke alur no 11 masuk ke alur no 8 mengguung konsentris ke luar ke no 12 masuk ke alur no 7 dan menjadi keluaran Ku

4.    Sehingga ada 4 alur Ku di kutub U dan 4 alur Ku di kutub S

5.    Masukkan Kb dimulai dari alur no 4 masuk ke alur no 9

6.   Dari alur no 9 ke alur no 3  dan keluar mealui alur no 10, sehingga terdapat 2 alur kb di kutub utara dan 2 alur kb di kutub selatan

gambar bentangan kumparan stator motor 1 fasa 12 alur 2 kutub

Contoh 2

Motor 1 fasa 24 alur 4 kutub

Diketahui :

m =1 fasa

G = 24 alur

2p = 4 kutub

Maka      

Ku = 2/3 x 24 = 16 alur

Kb = 1/3 x 24 = 8 alur

G/2p = 24/4 = 6 alur dalam 1 kelompok
Ku = 2/3 x 6 = 4 alur dalam 1 kelompok
Kb = 1/3 x 6 = 2 alur dalam 1 kelompok

Sehingga gambar bentangan belitan stator motor 1 fasa 24 alur 4 kutub adalah sebagai berikut

Sebagai tugas 

1. Rencanakan dan gambarkan bentangan belitan stator motor 1 fasa 24 alur 2 kutub

2. Rencanakan dan gambarkan bentangan belitan stator motor 1 fasa 36 alur 2 kutub

3. Rencanakan dan gambarkan bentangan belitan stator motor 1 fasa 36 alur 4 kutub