Jenis-jenis motor elektrik7 min read

Motor merupakan sebuah alat yang sangat penting di dalam kejuruteraan elektrik. Motor adalah sebuah alat yang menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal untuk menghasilkan gerakan. Jangan salah faham dengan motosikal kenara motosikal adalah kenderaan dua tayar yang menggunakan enjin, bukan motor. Persamaan antara enjin dan motor adalah kedua-dua bertujuan untuk menghasilkan tenaga mekanikal. Cuma bezanya, enjin menggunakan bahan api manakala motor menggunakan elektrik sebagai sumber input. Semakin berkurangnya sumber hidrokarbon, dunia secara perlahan menggunakan elektrik untuk memacu pelbagai benda seperti kereta elektrik dan bas elektrik. Ini menjadikan motor sebuah alat yang penting. Terdapat pelbagai jenis motor elektrik yang wujud dan setiapnya mempunyai perbezaan yang tersendiri. Dua jenis utama motor elektrik adalah motor AC dan juga DC. Mari kita lihat apakah beza antara kesemua jenis-jenis motor elektrik yang ada.

Pelbagai Jenis jenis motor elektrik
Peta minda menunjukkan kaitan antara jenis-jenis motor elektrik yang ada.

Motor AC

Motor AC adalah jenis motor elektrik yang paling biasa digunakan. Seperti yang ternyata pada namanya, motor AC dipacu oleh arus elektrik ulang alik. Motor AC boleh berada dalam bentuk fasa tunggal (single phase) dan juga tiga fasa (three phase). Untuk penukaran kuasa kecil, motor fasa tunggal biasa digunakan. Ianya mempunyai saiz yang lebih kecil dan sesuai dalam aplikasi di dalam rumah seperti peti sejuk, kipas dan mesin basuh. Manakala untuk penukaran kuasa mekanikal yang besar, motor tiga fasa digunakan seperti aplikasi industri dan komersial. Terdapat dua jenis motor AC iaitu, motor segerak dan juga motor aruhan.

Terdapat dua bahagian utama pada motor AC. Bahagian luar yang tidak berpusing dipanggil stator (berfungsi untuk mebekalkan medan magnet yang berpusing) manakala bahagian dalam yang berpusing dipanggil rotor. Terdapat perbezaan pada reka bentuk rotor di dalam motor segerak dan motor aruhan yang akan dinyatakan pada bahagian seterusnya.

Motor Segerak (Sychronous Motor)

Motor segerak mempunyai rotor yang disambung dengan bekalan DC untuk menghasilkan medan magnet yang statik. Bahagian stator pula disambung dengan bekalan AC untuk menghasilkan medan magnet yang berpusing. Medan magnet statik ini akan tertarik dengan medan magnet berpusing yang dihasilkan oleh bahagian stator lalu menyebabkan rotor berpusing. Dalam jenis motor ini, putaran rotor diselaraskan dengan frekuensi arus bekalan elektrik dan kelajuannya akan kekal sama walaupun terdapat perubahan pada beban. Aplikasi motor segerak adalah dalam seperti pemampat industri, pam dan aplikasi yang hanya memerlukan kelajuan yang tidak berubah.

Perbezaan motor AC segerak dan motor aruhan
Contoh motor segerak yang ada di pasaran.

Motor Aruhan (Induction Motor)

Berbeza dengan motor segerak, rotor pada motor aruhan tidak disambungkan dengan mana-mana bekalan kuasa. Sebaliknya, motor aruhan menggunakan aruhan elektromagnet daripada medan magnet yang dihasilkan oleh belitan stator untuk menghasilkan arus elektrik di dalam rotor. Menurut hukum Lorentz force, arus elektrik yang mengalir di dalam medan magnet akan menghasilkan daya. Daya pusingan ini seterusnya menghasilkan tork pada rotor. Berbeza dengan motor segerak, motor aruhan tidak berputar dengan kelajuan sama pada frekuensi arus bekalan. Oleh itu, ia juga dipanggil motor tidak segerak (asynchronous motor). Selain itu, motor aruhan memerlukan ‘slip’, bermaksud, rotor perlu berputar sedikit perlahan berbanding medan magnet berpusing supaya arus teraruh dapat dihasilkan di dalam belitan rotor.

Satu contoh motor aruhan.

Motor DC

Tahukah anda, motor DC adalah jenis motor pertama yang dicipta berdasarkan sejarah penemuan elektrik. Motor DC menggunakan bekalan arus elektrik DC (arus terus) untuk berfungsi. Kos motor DC adalah lebih rendah berbanding motor AC untuk unit kuasa rendah. Kelajuan motor DC boleh dikawal dengan mengubah voltan. Terdapat dua jenis motor DC iaitu motor berus dan juga tanpa berus.

Animasi menunjukkan bagaimana motor DC berberus berfungsi. Di dalam motor DC, terdapat bahagian seperti berus karbon, komutator, armatur dan stator. Terdapat perbezaan reka bentuk dalaman antara motor berus dan motor tanpa berus.

Motor Berberus (Brushed Motor)

Di dalam motor DC berberus, stator menghasilkan medan magnet statik. Komutator berfungsi untuk memastikan arus elektrik di dalam rotor mengalir di dalam satu arah. Berus karbon pula berfungsi untuk menyambungkan litar ke rotor. Namun, kelemahan yang terdapat dalam jenis ini adalah pada berus karbon tersebut kerana ianya akan haus dan perlu diganti semula. Dalam motor jenis ini, terdapat beberapa jenis yang mempunyai perbezaan dari segi bagaimana belitan armatur dan medan disambungkan , juga dari segi sama ada ianya menggunakan magnet kekal untuk menghasilkan medan magnet pada statornya.

Jenis-jenis motor elektrik
Motor DC berberus berkuasa rendah. Banyak digunakan di dalam mainan.
Jenis-jenis motor elektrik
Motor DC berkuasa tinggi. Biasa digunakan di dalam perindustrian dan pemacu lokomotif.

Belitan siri (Series Wound)

  • Belitan armatur dan belitan medan disambung secara siri.
  • Kawalan kelajuan didapati dengan mengubah voltan.
  • Kelebihannya adalah mempunyai tork permulaan yang tinggi (pada kelajuan rendah).
  • Namun kelemahannya adalah, semakin tinggi tork dihasilkan, kelajuan motor akan berkurangan.

Belitan selari (Shunt Wound)

  • Belitan armatur dan belitan medan disambung secara selari.
  • Boleh menghasilkan tork yang tinggi tanpa memperlahankan kelajuan dengan hanya meningkatkan arus elektrik.
  • Mempunyai tork permulaan aras sederhana pada kelajuan tetap.
  • Sesuai untuk aplikasi penyedut hampagas dan pengisar.

Belitan majmuk (Compound Wound)

  • Gabungan antara jenis shunt dan series.
  • Jenis ini mempunyai tork permulaan yang tinggi dan berjalan dengan lancar apabila beban berubah sedikit.
  • Kebiasannya digunakan untuk memandu pemampat, gergaji dan lif.

Belitan kekal (Permanent Wound)

  • Dalam jenis ini, magnet kekal digunakan dan bukan elektromagnet seperti jenis sebelumnya.
  • Bisanya digunakan dalam aplikasi yang memerlukan kawalan tepat dan tork rendah seperti sistem robotik dan servo.

Motor tanpa berus (Brushless Motor)

Motor DC tanpa berus mengurangkan isu yang ada pada motor berus iaitu di dalam motor tanpa berus, jangka hayatnya lebih tinggi dan reka bentuknya yang lebih ringkas kerana tidak menggunakan berus karbon. Sama seperti motor DC berberus, statornya menghasilkan medan magnet statik. Namun, terdapat kelainan bagaimana rotor motor tanpa berus berfungsi. Litar kawalan pada motor tanpa berus mempunyai sensor Hall Effect untuk menentukan kedudukan rotor. Dengan bantuan sensor ini, kelajuan motor dapat diubah dengan mengubah arus elektrik.

Kelebihan teknologi ini adalah ianya mempunyai efisiensi yang tinggi (85-90%) kerana tiada kejatuhan voltan dan kehilangan tenaga menerusi geseran pada berus karbon. Namun, terdapat juga kelemahannya seperti harga yang lebih mahal dan memerlukan sistem kawalan yang lebih rumit. Amnya, motor tanpa berus banyak digunakan di dalam pelbagai jenis mesin pencetak termasuklah mesin pencetak 3D, dron, robot perindustrian, mesin CNC dan juga pam.

Jenis-jenis motor elektrik
Motor DC tanpa berus yang banyak digunakan pada dron.
Jenis-jenis motor elektrik
Motor DC tanpa berus rekaan ini juga dipanggil stepper motor yang digunakan untuk aplikasi yang memerlukan ketepatan posisi yang tinggi seperti di dalam aplikasi mesin pencetak.

Kesimpulan

Sekarang kita dah tahu beberapa jenis-jenis motor elektrik yang ada. Secara kesimpulannya, terdapat dua jenis utama motor elektrik, iaitu motor AC dan juga motor DC. Motor AC terdiri daripada motor segerak dan motor aruhan. Motor DC pula terdiri daripada jenis berberus karbon dan juga tanpa berus. Lain jenis motor elektrik berfungsi dengan cara yang berlainan. Juga, setiap jenis motor elektrik mempunyai kelebihan dan kelemahannya yang tersendiri.

Rujukan

https://www.rs-online.com/designspark/different-types-of-motors-and-their-use

https://circuitglobe.com/ac-motor.html

3 thoughts on “Jenis-jenis motor elektrik7 min read

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *