Motor listrik

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air, penyedot debu. dan masih banyak lagi.

motor listrik

Motor listrik yang digunakan pada lokomotif kereta api

Small C-frame shaded-pole squirrel-cage motor. With the poles shown, the rotor will rotate in the clockwise direction.

Shading coils (copper bars)

A synchronous motor-generator set for AC to DC conversion.

Motor listrik propulsi kapal SS Canberra

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 menjadi pasar untuk produk ini, yang dalam jangka panjang memboroskan keuangan pemakai, sebab tagihan listrik yang semakin tinggi setiap tahunnya.

Lembaga yang mengatur dan menjamin level efisiensi ini adalah CEMEP, sebuah konsorsium di Eropa yang didirikan oleh pabrik-pabrik elektrik motor yang ternama, dengan tujuan untuk menyelamatkan lingkungan dengan mengurangi pencemaran karbon secara global, karena banyak daya diboroskan dalam pemakaian beban listrik.

Sebagai contoh, dalam sebuah industri rata-rata konsumsi listrik untuk motor listrik adalah sekitar 65-70% dari total biaya listrik, jadi memakai elektrik motor yang efisien akan mengurangi biaya overhead produksi, sehingga menaikkan daya saing produk, apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun, maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan.

Prinsip kerja motor listrik

Prinsip kerja motor listrik

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.

Sejarah motor

Model S chassis with powertrain and battery pack

Dengan invensi baterai (Alessandro Volta, 1800), pembangkitan medan magnetik dari arus listrik (Hans Christian Oersted, 1820) dan elektromagnet (Willia Sturgeon, 1825) fondasi untuk membuat motor lisrik telah diletakkan. Pada waktu itu masih terbuka apakah motor listrik harus berupa mesin berputar atau resiprokal, dalam hal menirukan batang isap dari mesin uap.[1]

Di seluruh dunia, banyak inventor bekerja paralel dengan tugas ini – yang merupakan masalah “mode”. Fenomena baru ditemukan hampir di tiap hari. Invensi dalam bidang sains kelistrikan dan aplikasinya berada di udara.

Seringkali sesama inventor tidak tahu menahu tentang satu sama lain dan mengembangkan solusi yang serupa secara terpisah. Berikut ini adalah sebuah usaha untuk menyediakan gambaran yang komprehensif dan netral.

Alat berputar pertama yang digerakkan oleh elektromagnetisme dibuat oleh seorang pria Inggris Peter Barlow pada tahun 1822 (Barlow’s Wheel).

Setelah banyak percobaan yang lebih atau kurang berhasil dengan peranti berputar dan resiprokal yang relatif lemah seseorang berbahasa Jerman asal Prussia Moritz Jacobi meciptakan motor listrik real pertama di bulan Mei 1834 yang betul-betul menghasilkan daya keluaran mekanik yang luar biasa. Motor itu menetapkan rekor dunia yang diperbaiki empat tahun kemudian di bulan September 1838 oleh Jacobi sendiri. Motor kedua itu cukup bertenaga untuk menggerakkan perahu dengan 14 orang menyeberangi sungai. Tidak lama kemudian pada tahun 1839/40 banyak pengembang di seluruh dunia mulai membuat motor yang serupa dan dengan capaian yang lebih tinggi juga.

Sudah pada tahun 1833 seseorang asal Jerman Heinrich Friedrich Emil Lenz mempublikasikan sebuah artikel tentang hukum resiprositas dari fenomena magnet-listrik dan magnetic, yang menerangkan reversibilitas generator dan motor listrik. Pada tahun 1838 dia memberikan penjelasan rinci terhadap eksperimennya dengan generator Pixii yang dia kerjakan sebagai motor.

Pada tahun 1835 dua orang Belanda Sibrandus Stratingh dan Christopher Becker membuat motor listrik yang menenagai sebuah mobil mainan kecil. Ini adalah aplikasi praktis pertama yang dikenal dari motor listrik. Di bulan Februari 1837 paten pertama untuk motor listrik dikabulkan kepada seorang asal US Thomas Davenport.

Akan tetapi, semua pengembangan awal oleh Jacobi, Stratingh, Davenport dan lainnya tidak mengantarkan kepada motor listrik yang sekarang dikenal.

Motor DC tidak diciptakan dari mesin ini, tetapi dari pengembangan generator daya (dinamometer). Fondasina diletakkan oleh William Ritchie dan Hippolyte Pixii pada tahun 1832 dengan invensi komutator dan, paling penting, oleh Werner Siemens pada tahun 1856 dengan Jangkar-T-Dobel dan oleh chief engineer-nya Friedrich Hefner-Alteneck, pada tahun 1872 dengan jangkar tromol. Hingga sekarang motor DC masih memliki posisi pasar yang dominan untuk rentang daya rendah (di bawah 1 kW) dan tegangan rendah (di bawah 60 V).

Tahun-tahun antara 1885 hingga 1889 melihat invensi sistem tenaga listrik tiga-fasa yang menjadi basis transmisi daya listrik modern dan motor listrik yang terdepan. Inventor tunggal dari sistem tenaga tiga-fasa tidak bisa disebutan. Terdapat kurang lebih beberapa nama yang dikenal terlibat secara mendalam dalam invensi ini (Bradley, Dolivo-Dolbrowsky, Ferraris, Haselwander, Tesla dan Wenström).

Kini, motor sinkron tiga-fasa digunakan paling banyak dalam aplikasi dinamika (sebagai contoh di robot) dan di mobil listrik. Motor ini dikembangkan pertama kali oleh Friedrich August Haselwander pada tahun 1887.

Motor induksi sangkar tiga-fasa yang memiliki kesuksesan tinggi dibuat pertama kali oleh Michael Dolivo Dobrowolsky pada tahun 1889. Saat ini, motor ini adalah mesin yang paling sering diproduksi dalam rentang daya 1 kW dan di atasnya.

Jenis

Motor arus searah

Motor arus searah adalah jenis motor listrik yang mengubah energi listrik arus searah menjadi energi mekanis. Bentuk energi yang dihasilkan berupa putaran. Prinsip kerja motor aru searah berdasarkan pada interaksi antara dua fluks magnetik yang disebut dengan kumparan medan dan kumparan jangkar. Kumparan medan menghasilkan fluks magnet dengan arah dari kutub utara ke kutub selatan, sedangkan kumparan jangkar menghasilkan fluks magnetik yang melingkar. Pemakaian motor arus searah diterapkan pada berbagai pengaturan kerja yang memerlukan kecepatan dan beban kerja yang beragam dan berubah-ubah. Dalam transportasi rel, motor arus searah disebut sebagai motor traksi arus searah dan digunakan sebagai penggerak lokomotif atau kereta.

Lihat pula

• Mobil listrik
• Sepeda motor listrik
• Kipas angin
• Mesin cuci
• Kereta rel listrik
• Motor kutub bayangan

Referensi

• http://www.eti.kit.edu/english/1376.php
• Fink, Donald G.; Beaty, H. Wayne, Standard Handbook for Electrical Engineers, '14th ed., McGraw-Hill, 1999, ISBN 0-07-022005-0.
• Houston, Edwin J.; Kennelly, Arthur, Recent Types of Dynamo-Electric Machinery, American Technical Book Company 1897, published by P.F. Collier and Sons New York, 1902
• Kuphaldt, Tony R. (2000–2006). "Chapter 13 AC MOTORS". Lessons In Electric Circuits—Volume II. Diakses tanggal 2006-04-11. 
• Rosenblatt, Jack; Friedman, M. Harold, Direct and Alternating Current Machinery, 2nd ed., McGraw-Hill, 1963
• Bedford, B.D.; Hoft, R.G. (1964). Principles of Inverter Circuits. New York: Wiley. ISBN 0-471-06134-4. 
• Bose, Bimal K. (2006). Power Electronics and Motor Drives : Advances and Trends. Academic Press. ISBN 978-0-12-088405-6. 
• Chiasson, John (2005). Modeling and High-Performance Control of Electric Machines (edisi ke-Online). Wiley. ISBN 0-471-68449-X. 
• Fitzgerald, A.E. (2003). Electric Machinery (edisi ke-6th). McGraw-Hill. hlm. 688 pages. ISBN 978-0-07-366009-7. 
• Pelly, B.R. (1971). Thyristor Phase-Controlled Converters and Cycloconverters : Operation, Control, and Performance. Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-67790-1. 
• Stölting, H. D. (2008). Kallenbach, E.; Amrhein, W., ed. Handbook of Fractional-Horsepower Drives (edisi ke-Online). Springer. ISBN 978-3-540-73128-3. 

Pranala luar

• SparkMuseum: Early Electric Motors
• The Invention of the Electric Motor 1800 to 1893, hosted by Karlsrushe Institute of Technology's Martin Doppelbauer
• Electric Motors and Generators, a U. of NSW Physclips multimedia resource
• IEA 4E - Efficient Electrical End-Use Equipment.
• iPES Rotating Magnetic Field Diarsipkan 2008-12-16 di Wayback Machine., animation