Sizing Capasitor Untuk Single Phase Motor

 

Starting Capasitor Untuk Motor 1 Fasa

Motor induksi satu fasa memerlukan sebuah komponen capasitor untuk dapat berfungsi dengan baik. Hal tersebut dikarenakan suplai listrik satu fasa tidak dapat memberikan torsi awal untuk memutar rotor motor, sehingga memerlukan suplai “fasa kedua” agar motor induksi satu fasa dapat bekerja. Fasa kedua yang dimaksud adalah suplai listrik yang berasal dari fasa pertama namun mengalir melalui sebuah capasitor.

 

Capasitor bersifat menyimpan energi sesaat dalam bentuk medan listrik. penggunaan kapasitor menyebabkan suplai tegangan tertunda (lagging voltage) sesaat, sehingga bila suplai fasa pertama dibagi menjadi 2 line, line pertama adalah fasa pertama sendiri, dan line kedua melalui sebuah kapasitor yang dipasang parallel dengan fasa pertama, makan seolah terbentuk suplai tegangan listrik fasa kedua yang memiliki sudut fasa tegangan tertinggal dari fasa pertama. Perhatikan gambar ilustrasi berikut.

 

Sistem 2 fasa menggunakan kapasitor

Gambar diatas menunjukan sebuah sistem suplai satu fasa, yaitu line (L) dan netral (N), dengan sumber tegangan 220V.  Dua buah beban, load 1 dan load 2, dipasang parallel dengan load 2 terpasang sebuah capasitor. Maka kondisi tersebut disisi beban terbentuk sistem suplai 2 fasa, karena fasa tegangan suplai load 2 akan berbeda dengan fasa tegangan suplai load 1 akibat adanya pergeseran fasa oleh capasitor. Bila kapasitor dihilangkan dari rangkaian tersebut, maka load 1 dan load 2 menjadi parallel dengan fasa tegangan yang sama (sistem tetap 1 fasa).

 

 

Single Phase Motor

 

Motor induksi satu fasa merupakan motor listrik dengan 2 belitan,  dan memerlukan suplai listrik 2 fasa untuk starting. Ketika motor sudah berputar, sebenarnya ia hanya perlu fasa pertama saja untuk tetap running mempertahankan putaran motor. Itulah kenapa komponen kapasitor pada motor induksi 1 phase sering disebut sebagai starting capasitor, karena fungsi kerjanya diperlukan hanya saat starting. Perhatikan gambar berikut.

 

Sistem Elektrik Single Phase Motor

Gambar diatas menunjukan sistem suplai 1 phase, tegangan 220V, menyuplai sebuah motor induksi single phase. Prinsip kerjanya adalah 2 buah belitan motor tersuplai 2 fasa tegangan listrik yang berbeda, sehingga menghasilkan torsi awal pada rotor, sehingga motor dapat berputar. Semisal ketika motor sudah berputar, komponen kapasitor dilepas, motor akan tetap running selama suplai tegangan fasa pertama tetap ada. Namun ketika suplai fasa pertama hilang, untuk start motor Kembali, diperlukan Kembali kapasitor yang telah dilepas tersebut.

 

Contoh penggunaan motor induksi 1 phase sangat banyak kita temukan, seperti pada compressor dan kipas di berbagai mesin rumah tangga, seperti air conditioner (ac), kulkas, juga pada mesin kipas angin, food dehydrator, hingga pada berbagai mesin penggerak industry yang menggunakan motor 1 fasa.

 

 

Sizing Starting Capasitor

 

Size komponen starting capasitor yang diperlukan untuk dapat start sebuah motor induksi satu fasa berbanding lurus dengan kapasitas daya motor. Semakin besar daya motor (Watt), maka akan semakin besar juga kapasitansi yang diperlukan (μF). Kapasitor yang telalu kecil akan menyebabkan motor gagal start dan tidak dapat bekerja, sedangkan kapasitor yang terlalu besar menyebabkan pemborosan biaya.

 

Untuk menghitung kebutuhan capasitor, dapat digunakan formula sebagai berikut:

 

C         = (P x η x 100000) / (V ² x f)

 

Keterangan:

C         = Kapasitansi capasitor (μF)

P          = Daya motor (W)

η          = Effisiensi motor

V         = Tegangan nominal (V)

f           = Frekuensi listrik (Hz)

 

Contoh 1 : Tentukan kebutuhan kapasitor untuk kipas angin 70W, 1 phase, 220V, 50Hz, efisiensi 85%.

 

Daya motor adalah 70W

Efisiensi motornya adalah 85% = 0.85

Tegangan nominalnya adalah 220V

Frekuensinya adalah 50Hz

 

C         = (P x η x 100000) / (V ² x f)

C         = (70 x 0.85 x 100000) / (220 ² x 50)

C         = 2.46 μF

 

Jadi, dari hasil perhitungan tersebut, kita dapat menggunakan kapasitor minimal 2.5 μF, dengan rating tegangan minimal 450V (tegangan kerjanya adalah 220V, namun kita harus menggunakan rating lebih tinggi, agar kapasitor tidak meledak akibat fluktuasi tegangan listrik yang lebih tinggi dari 220V. standard nilai pabrikan adalah 450V).

 

Contoh 2 : Tentukan kebutuhan kapasitor untuk compressor ac 1 pk, 1 phase, 220V, 50Hz, efisiensi 80%.

 

Daya motor compressor ac adalah 1 pk = 1 hp = 746 W

Efisiensi motornya adalah 80% = 0.8

Tegangan nominalnya adalah 220V

Frekuensinya adalah 50Hz

 

C         = (P x η x 100000) / (V ² x f)

C         = (746 x 0.8 x 100000) / (220 ² x 50)

C         = 24.66 μF

 

Jadi, dari hasil perhitungan tersebut, kita dapat menggunakan kapasitor minimal 25 μF, dengan rating tegangan minimal 450V.

 

 

Suplai 1 Phase Untuk Motor Induksi 3 Phase

 

Motor induksi 3 phase memiliki 3 belitan, dan perlu disuplai tegangan 3 phase untuk dapat running. Motor ini tidak memerlukan komponen kapasitor untuk bekerja, karena suplai 3 fasa akan selalu menghasilkan torsi untuk memutar rotor. Berikut adalah gambar sistem suplai motor induksi 3 phase dalam kondisi operasi normal.

 

Sistem Suplai Motor 3 Phase

Namun, motor 3 phase juga dapat bekerja dengan sistem suplai 1 phase, tentu dengan bantuan sebuah kapasitor dengan ukuran yang sesuai dengan daya motornya. Teknik ini sebenernya bukan hal yang baik untuk mengoperasikan motor induksi 3 phase, namun Teknik ini diperlukan untuk pengujian motor induksi disaat tidak tersedia sistem suplai 3 phase. Berikut adalah gambar sistem suplai motor 3 phase dengan suplai 1 phase.

 

Suplai 1 phase untuk motor 3 phase

Note : wiring motor harus delta (segitiga) dalam kasus ini, karena suplai tegangannya Line to Neutral adalah 220V.

Mula mula dipasang capasitor dengan ukuran yang sesuai dengan daya motor, sehingga seolah motor disuplai oleh 2 fasa. Dari gambar diatas, belitan yang tersuplai tegangan adalah belitan 3 (oleh fasa pertama /L) dan belitan 2 (oleh fasa kedua dari kapasitor). Ketika motor sudah berputar, kapasitor dapat dilepas sehingga sistem hanya menyuplai belitan 3 saja, dan motor tetap running.

 

Dari deskripsi diatas, motor 3 phase yang disuplai dengan sistem 1 phase, hanya bekerja 1 belitan, sehingga hanya bekerja 1/3 dari kapasitas daya motornya. Misalkan kapasitas daya motor 3 phase tersebut adalah 3 kW, maka dengan sistem suplai 1 phase, ia hanya bekerja sebagai motor 1 kW saja. Tentu perlu diingat bahwa Teknik ini hanya untuk pengujian ketika tidak tersedia sistem suplai 3 phase, dan bukan untuk alternatir mengoperasikan motor 3 phase.

Penulis : ER

 

Share this post