MESIN – MESIN LISTRIK

1.      Klasifikasi Mesin Listrik

Pada umumnya mesin listrik dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu mesin listrik statis dan mesin listrik dinamis. 

Mesin listrik statis adalah transformator, alat untuk mentransfer energi listrik dari sisi primer ke sekunder dengan perubahan tegangan pada frekuensi yang sama. 
Mesin listrik dinamis terdiri atas motor listrik dan generator. Motor listrik merupakan alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik putaran. Generator merupakan alat untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Anatomi keseluruhan mesin listrik tampak pada gambar dibawah ini.

1.1.   Transformator

   Transformator atau yang sering di sebut trafo adalah komponen elektronika yang dapat menghubungkan jaringan listrik yang mempunyai berbagai macam tegangan sehingga tenaga listrik dapat didistribusikan secara meluas dan berfungsi untuk mengubah (menaikkan/menurunkan) tegangangan listrik bolak-balik (AC).

   Transformator terdiri atas inti besi, kumparan primer, dan kumparan sekunder.  Transformator memiliki dua terminal yaitu, terminal input terdapat pada kumparan primer, dan terminal output terdapat pada kumparan sekunder. Dengan transformator, generator (380 Volt), saluran transmisi (150 kV) dan beban beban listrik (220/230 Volt) dapat bekerja bersamaan pada tegangan yang berbeda.

Bentuk dasar dari  transformator adalah sepasang ujung pada bagian primer dan sepasang ujung pada bagian sekunder. Bagian primer dan skunder merupakan lilitan kawat email yang tidak berhubungan secara elektris. Kedua lilitan kawat ini dililitkan pada sebuah inti yang dinamakan inti trafo. Biasanya inti pengertian transformator terbuat dari lempengan besi yang disusun menjadi satu membentuk teras besi. Sedangkan trafo frekuensi tinggi di gunakan pada rangkaian radio yang menggunakan inti ferit (serbuk besi yang dipadatkan).

Transformator step up adalah kebalikan dari transformator step down yang di gunakan untuk menaikan teganganlistrik AC. Contoh dari penggunaan transformator step up adalah pada rangkaian emergency light/lampu darurat yang menyala saat PLN padam dan UPS pada PC. Prinsip kerja transformator pada tegangan DC (searah) yang berasal dari battery diubah menjadi tegangan AC (bolak-balik) lalu dinaikan menjadi 220 volt oleh trafo sehingga mampu menyalakan lampu atau PC di saat PLN padam.

Transformator step down di gunakan pada rangkaian elektronik yang bertegangan rendah. Trafo jenis ini pada bagian primernya kita hubungkan dengan tegangan AC misalnya 220 volt maka pada bagian skundernya akan mengeluarkan tegangan yang lebih rendah.

Jenis-Jenis Transformator yang lain adalah trafo OT(Output Trafo) dan IT(Input Trafo). Trafo jenis ini banyak digunakan pada peralatan audio.

1.2.   Motor Listrik

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.Prinsip kerja 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.Jenis – jenis motor listrik dibagi menjadi 2 macam yaitu motor AC dan motor DC, Gambar berikut memperlihatkan motor listrik yang paling umum. Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi, dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini.

1.3.   Generator

Generator adalah suatu alat/ system yang dapat mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik dan menghasilkan tenaga listrik bolak-balik atau tenaga listrik searah tergantung pada tipe generator. Generator arus bolak balik sering disebut juga generator sinkron . Prinsip kerja generator berdasarkan Hukum Faraday tentang induksi elektro magnetic yaitu bila suatu konduktor digerakkan dalam medan magnet, maka akan membangkitkan gaya gerak listrik. Konstruksi generator sinkron terdiri dari  Stator dan Rotor. Stator adalah bagian yang diam sedangkan rotor adalah bagian yang bergerak

Ø  Stator

Stator merupakan elemen diam yang terdiri dari Rangka Stator, Inti Stator dan belitan-belitan Stator (belitan jangkar). 
Rangka stator terbuat dari besi tuang dan merupakan rumah dari semua bagian-bagian generator. Rangka stator ini berbentuk lingkaran dimana sambungan-sambungan pada rusuknya akan menjamin generator terhadap getaran-getaran. Inti stator terbuat dari bahan ferromagnetic atau besi lunak disusun berlapis-lapis disusun berlapis-lapis tempat terbnentuknya fluks magnet. Sedangkan belitan stator terbuat dari tembaga disusun dalam alur-alur, belitan stator berfungsi tempat terbentuknya gaya gerak listrik.

Ø  Rotor

Rotor adalah merupakan elemen yang berputar, pada rotor terdapat kutub-kutub magnet dengan lilitan-lilitan kawatnya dialiri oleh arus searah. Kutub magnet rotor terdiri dua jenis yaitu :

Rotor kutub menonjol (salient), adalah tipe yang dipakai untuk generator-generator kecepatan rendah dan menengah .

Rotor kutub tidak menonjol atau rotor silinder digunakan untuk generator-generator turbo atau generator kecepatan tinggi.

Kumparan medan pada rotor disuplai dengan medan arus searah untuk menghasilkan fluks dimana arus searah tersebut dialirkan ke rotor melalui sebuah cincin. Jadi jika rotor berputar maka fluks magnet yang timbul akibat arus searah tersebut akan memotong konduktor dari stator yang mengakibatkan timbulnya gaya gerak listrik. Belitan searah pada struktur medan yang berputar dihubungkan ke sebuah sumber luar melalui slipring atau brush. Slipring ini berputar bersama-sama dengan poros dan rotor. Banyaknya slipring ada dua buah dan pada tiap-tiap slipring dapat menggeser brostel yang masing-masing merupakan positip dan negatip guna penguatan ke lilitan medan pada rotor. Slipring terbuat dari besi baja, kuningan atau tembaga yang dipasang pada poros dengan memakai bahan isolasi. Untuk membangkitkan arus searah dibutuhkan sebuah system penguat atau Exiter, suplai diperoleh dari pembangkit itu sendiri kemudian disearahkan seterusnya dikembalikan ke rotor melalui slipring.