1. Pemeliharaan Motor
Saat mendeteksi kerusakan pada motor, penting bagi seorang teknisi untuk mengikuti prosedur, sehingga akan menghemat waktu perbaikan, pengecekan, dan penggantian suku cadang. Kerusakan pada motor biasanya mudah diketahui melalui pengecekan komponen secara sederhana. Untuk itu seorang teknisi harus mengerti betul fungsi-fungsi dari setiap komponen sehingga ia dapat menganalisis dan memperbaiki kerusakan motor tersebut.
Analisis kerusakan motor sebaiknya diawali dengan mendengar atau inspeksi visual. Pertama, periksalah motor dari kerusakan yang mudah terlihat, misalnya pecahnya bel, cangkang motor, lubang tangkai rotor yang menciut atau membeku, atau belitan kawat yang terbakar. Semua problem ini dapat segera diatasi dengan mengisolasi bagian yang rusak. Suara berisik motor atau lubang tangkai rotor yang membeku biasanya menjadi tanda-tanda utama dari kerusakan bearing. Periksa motor dari adanya kerusakan bearing dengan cara memutar tangkai rotor, kemudian cobalah untuk menggerakkan tangkai rotor tersebut naik turun. Tangkai rotor yang tidak berputar, terasa seret, atau bermasalah saat bergerak mungkin mengindikasikan adanya kerusakan bearing.
Teknik dasar yang digunakan dalam pemeriksaan kerusakan motor listrik meliputi:
- Test lamp
- Pengukuran arus,
- Growler, dan
- Megohmeter.
1). Pengujian Test-Lamp
Sebelum teknisi mencoba menjalankan motor, ia sebaiknya mengetes terlebih dahulu motornya untuk men-cek kerusakan rangkaian seperti rangkaian yang mengalami ground, hubungan pendek, dan rangkaian terbuka. Dalam penjelasan sebelumnya, hasil ground dari winding membuat kontak elektrikal dengan semua bagian berbahan metal di motor tersebut. Hasil ground yang buruk akan menginsulasi hubungan kawat antara stator dan bel peringatan. Motor yang mempunyai ground winding mungkin disebabkan oleh reaksi se-kering, panas berlebih, atau kekurangan daya. Shock dapat disebabkan oleh motor yang mengalami pentanahan (grounded). Oleh karena itu, perawatan harus sering dilakukan saat pengecekan grounded motor.
Gambar 4.32: Pengecekan Motor untuk Pentanahan (gound) dengan test-lamp
Gambar 4.33: Test-lamp (open circuit test)
Untuk mengecek motor dari pentanahan, hubungkan sebuah lead tes lampu dengan salah satu dari lead motor. Kemudian, sambungkan test lamp yang lain (teknik test lamp) ke stator atau rangka motor. Lampu menyala mengindikasikan motor dalam keadaan terhubung ke ground. Gambar 4.33 mengilustrasikan prosedur pengecekan ini. Rangkaian terbuka menyebabkan berhentinya pergerakan motor karena aliran arus ter-henti. Motor tidak akan berjalan dengan rangkaian terbuka. Biasanya, jika salah satu dari tiga fasa terbuka maka motor tidak akan bergerak. Untuk menentukan apakah ada rangkaian terbuka di motor tersebut hubungkan test lamp lead ke kawat lead motor. Jika lampu tidak menyala, itu berarti ada rangkaian terbuka di dalam motor. Namun jika lampu menyala, maka rangkaian tertutup dengan baik. Gambar 4.34 mengilustrasikan prosedur ini. Sirkuit pendek di motor dise-babkan oleh kerusakan di motor karena dua kawat di motor terhu-bung dan menyebabkan hubungan arus pendek (korsleting). Jika bacaan di amperage melebihi ampere yang tertera di plat nama mo-tor, motor mungkin mengalami korsleting. Tetaplah mempertimbang-kan faktor-faktor lain seperti low-line voltage, kerusakan laker, atau motor mengalami beban yang terlalu berat, dapat menyebabkan motor menarik arus berlebih.
Motor berasap dikarenakan suhu tinggi menyebabkan korsleting pada fasa. Motor dengan sirkuit pendek da-pat mengalami kenaikan suhu, panas motor, gagal dihidupkan, atau berjalan pelan. Suara gerungan kerap ada pada motor kecil. Jika power dialirkan ke motor satu fasa dan saat itu motor menggerung, putarlah shaft dengan tangan anda. Jika motor mulai berputar, maka masalah ada pada rangkaian untuk starting. Jika motor bergerak ti-dak teratur, bergerak pelan, kemudian mulai lagi, problem berasal dari sirkuit penggerak.
2). Pengujian Megohmmeter
Selain dengan cara-cara tersebut, pengecekan motor paling baik dilakukan dengan mehgometer (gambar 4.28). Untuk pengecekan motor yang mengalami ground, hubungkan salah satu ujung mehgometer ke rangka motor (motor frame) dan ujung lainnya ke salah satu terminal motor. Motor yang mengalami ground akan terbaca sebagai nol atau sekitar nol di penunjuk mehgometer. Untuk pengecekan rangkaian terbuka hubungkan mehgometer ke setiap bagian fasa motor. Motor yang mengalami rangkaian terbuka akan menunjukkan angka tinggi di mehgometer. Ohmmeter juga dapat digunakan untuk pengecekan motor ground dan rangkaian terbuka.
Gambar 4.34: Pengujian Ground dengan Megohmmeter
Gambar 4.35: Pengujian open circuit dengan Megohmmeter
Cara lain untuk mengecek field windings untuk hubungan pendek adalah membongkar motor dan memberikan voltasi kecil ke stator winding. Setiap koil sekarang berfungsi sebagai elektromagnet. Tempatkan gagang obeng di setiap koil dan tariklah keluar secara perlahan dengan memperhatikan tarikan magnetik yang ditimbulkan. Setiap koil seharusnya memiliki besar tarikan magnet yang sama. Koil yang tarikan magnetnya paling rendah mungkin mengalami hubungan pendek. Jika anda menyentuh setiap koil dan menemukan bahwa salah satunya lebih panas dari yang lain, maka koil terpanas itu mungkin mengalami hubungan pendek.
Sebelum membongkar motor, tandai dua end bell dan rangka sebagai referensi untuk yang lainnya. Biasanya, dua tanda ini satunya mengindikasikan bagian depan motor, dan satunya lagi mengindikasikan bagian belakang motor. Menandai motor akan memudahkan teknisi memasang kembali bagian-bagian dari motor tersebut. Shaft bagian depan juga sebaiknya diberi tanda. Hal ini dapat dilakukan dengan memberikan tanda X pada ujung shaft. Bodi juga harus diberi tanda sebagai referensi pada bagian depan motor. Banyak teknisi menggoreskan tanda di shaft rotor dengan meng-gunakan pisau atau kikir kecil, mengindikasikan posisi sebenarnya dari rotor. Tanda ini biasanya ditempatkan di bagian depan shaft yang lebih dekat dari bagian belakang bell.
Untuk memeriksa pentanahan (ground) pada motor, biasanya kita perlu membongkar motor dan mencatat lilitan untuk meletakkan bagian dari rangkaian yang berhubungan dengan metal-metal pada motor. Setelah menempatkan dan mengkoreksi masalah, bersihkan lilitan jika kotor atau berarang. Bersihkan lilitan dengan cairan pela-rut (solvent). Penginsulasian kembali lilitan dengan menyemprotkan coat epoxy atau airrying lain yang menginsulasi enamel. Jika coat epoxy tampak, berarti motor tersebut lembab. Keringkan dengan warm oven atau kipas angin.
Sumber penyebab rangkaian terbuka an-tara lain cacat saklar atau sentrifugal saklar yang tidak sempurna, cacat ka-pasitor, atau kerusakan kawat di rangkaian motor. Dalam penempatan rangkaian terbuka di motor yang memiliki kapasitor, periksalah terlebih dahulu kapasitornya. Ada beberapa cara untuk mengecek kondisi kapasitor. Pertama, dengan ca-ra mengganti kapasitor tersebut dengan kapasitor baru yang mempunyai rating yang sama. Jikarangkaian terbuka tidak berfungsi, berarti kapasitor yang digunakan salah. Cara lain untuk mengetes kapasitor adalah dengan spark test. Hubungkan kapasitor melewati terminal yang dialiri tegangan jala-jala 115 V selama sedetik.
Gambar 4.36: Pengujian Hubung-singkat untuk stator
Setelah memindahkan tegangan 115 V, gunakan ujung obeng untuk menghubungkan dua terminal di kapasitor tersebut. Kapasitor yang baik akan menunjukkan gemercik api. Ketiadaan gemercik api mengindikasikan kecacatan kapasitor.
Lamp test dapat digunakan untuk mengecek pentanahan kapasitor. Hubungkan salah satu dari lead test lamp ke salah satu terminal kapasitor. Hubungkan test lamp yang lain dengan metal case kapasitor. Jika lampu menyala berarti kapasitor berada dalam keadaan ground sehingga tidak bisa digunakan. Metode lain yang digunakan untuk pengecekan kapasitor bisa juga menggunakan ohmmeter, tester kapasitor, dan kombinasi ammeter dan voltmeter. Sentrifugal saklar kadang-kadang menyebabkan motor satu fasa terbuka. Saklar harus dicek terlebih dahulu untuk melihat apakah kontaknya bisa menutup atau tidak. Jika kontak terbuka, washer mungkin perlu ditambahkan ke shaft rotor. Periksa juga kondisi saklar sentrifugal, karena mungkin saja saklar sentrifugal mengalami kerusakan dan perlu diganti.
Lilitan motor seharusnya juga diperiksa dari kemungkinan kerusakan. Kerusakan kawat sebanyak satu atau bahkan lebih dapat menyebabkan rangakaian terbuka. Jika lilitan terbakar, atau rusak dan membutuhkan perbaikan, sebaiknya dilakukan penggantian lilitan pada motor tersebut.
Hubungan di lilitan stator dapat dicek dengan internal growler. Tempatkan growler pada laminasi stator dan bagian belakang koil. Saat itu growler dan koil berfungsi sebagai transformer. Growler yang memiliki ujung peraba built-in, akan bergetar kencang saat ditempatkan di koil yang bermasalah (gambar 4.30). Saat terdapat indikasi tersebut, segera ganti lilitan statornya. Kerusakan koil dari armatur biasanya ditandai dengan perubahan warna dan kerusakan insulasi.
Gambar 4.37: Pengujian Hubungsingkat untuk Jangkar
Jangkar (armatur) motor dapat diperiksa kerusakannya dengan menggunakan internal growler. Tempatkan jangkar (armatur) pada growler dengan strip metalnya ditempatkan di bagian atas jangkar (armatur). Putarlah jangkar (armatur) tersbut. Jika strip metal bergetar dengan cepat, menandakan jangkar (armatur) tersebut mengalami kerusakan. Gambar 4.31 mengilustrasikan prinsip penggnaan internal growler dan hacksaw blade.
Pengecekan ground terhadap jangkar (armatur) dapat dilakukan dengan test lamp. Hubungkan salah satu ujung test lamp pada komutator dengan ujung Motor yang mengalami kerusakan jangkar (armatur) bertenaga buruk, bergetar, menderum, tidak berfungsi, atau memancarkan fusi. lainnya pada shaft jangkar (armatur). Jika lampu menyala, berarti jangkar (armatur) dalam keadaan ground.
3). Pengujian Lilitan Jangkar
Percobaan untuk mengecek apakah lilitan jangkar berfungsi dengan baik, tidak ada yang putus atau hubungsingkat dengan inti jangkarnya, periksa Gambar 4-32. Poros jangkar ditempatkan pada dudukan yang bisa berputar bebas.
Alirkan listrik DC melalui komutator, dekatkan sebuah kompas dengan jangkar, lakukan pengamatan jarum kompas akan berputar kearah jangkar. Hal ini membuktikan adanya medan elektromagnet pada jangkar, artinya lilitan jangkar berfungsi baik. Tetapi jika jarum kompas diam tidak bereaksi, artinya tidak terjadi elektromagnet karena belitan putus atau hubungsingkat ke inti jangkar.
Gambar 4.38: Pengujian Hubungsingkat pada Jangkar
2. Pemeliharaan Generator
Pemeliharaan dan perbaikan generator hampir sama dengan pemeliharaan motor listrik. Masalah utama pada generator ialah terbakarnya sekering, regulator tidak bekerja, output tegangan rendah atau tinggi, tegangan yang tidak stabil (berfluktuasi).
Prosedur pertama lakukan pemeriksaan visual terhadap konektor, terminalterminal terhadap karat, atau terkontaminasi dengan cairan, debu, dan lain-lain.
Gambar 4.39: Prosedur untuk Pengukuran Rugi-rugi Inti
1). Pengujian hubung singkat
Dapat dilakukan dengan mematikan catu daya, ukurresistansi terminal-terminal yang dicurigai. Jika nilai resistansi nol, maka terjadi hubung singkat, sebaliknya jika nilai resistansi sangat besar, maka ini berarti sambungan tersebut terbuka.
2). Pengujian Regulator
Jika regulator tidak bekerja. Lakukan pengaturan. Jika tetap tidak bekerja maka ganti dengan yang baru. Masalah yang ada pada umumnya adalah ketika beban dipasangkan pada generator dan tegangan output terlalu rendah atau berfluktuasi, maka akan menyebabkan kerusakan pada regulator. Dengan asumsi bahwa alat ukur yang digunakan baik, akurat dan tidak ada sambungan yang terputus, maka mungkin generator perlu dibongkar, lalu dites komponenkomponennya.
Gambar 4.40: Pembongkaran Exciter (Penguat Eksitasi) dengan Derek dan Tali Pengikat
3). Prosedur membongkar dan memeriksa generator
- Matikan sumber daya
- Beri tanda dan identifikasikan semua kabel dan bagian yang dibongkar agar nanti mudah memasangnya.
- Gunakan derek dan tali pengikat yang sesuai
- Lepaskan semua pengikat dan semus bagian atau komponen yang terkait untuk menghindari kerusakan yang lebih luas, khususnya untuk generator ukuran besar dan berat.
- Periksa stator dari kemungkinan terlepas, terurai, atau belitan yang terbakar
- Ukur resistansi antar lead, cocokkan dengan data dari pabrik. Misalnya untuk nilai 20 ohm mungkin masih bagus. Jika nilai resistansinya nol, maka terdapat hubung singkat pada lilitannya, dan jika nilainya tak terhingga maka belitan terbuka.
- Lakukan uji pentanahan antara kerangka dan lilitan dengan menggunakan megohmmeter.
Kerusakan juga sering terjadi pada diode generator. Oleh sebab itu, lakukan juga mengecekan resistansi pada diode. Jika rusak (terbakar/ terhubung singkat/ terbuka) ganti dengan yang baru.
Pemobongkaran Rotor
Untuk membongkar rotor dari generator yang besar dan berat, gunakan kombinasi derek dan pembongkar khusus, seperti ditunjukkan pada Gambar 4.35. Lepaskan rotor dengan hati-hati, tanpa menyentuh bagian-bagian yang terkait untuk mencegah kerusakan pada rotor atau lilitannya. Pada umumnya kerusakan terjadi pada diode. Pengujian diode dapat dilakukan dengan metode uji resistansi, dengan menggunakan ohmmeter. Resistansi diode harus terbaca besar dari satu arah pengukuran, dan terbaca kecil pada arah pengukuran sebaliknya.
Gambar 4.41: Pembongkaran Penguat Eksitasi Menggunakan Derek dan Pembongkar Khusus
4). Perawatan Bearing
Periksa secara periodik kondisi bearing. Jika rusak ganti dengan yang baru. Gunakan cakram pencabut bearing yang sesuai. Ganti pelumas di dalam bearing dengan yang baru. Isikan pelumas yang baru melalui lubang tutup. Pengisian hendaknya jangan melebihi lubang tutup ini.
Gambar 4.42: Melepas Bearing dengan Pencabut dan Pemanas.
3. Pemeliharaan Preventif
Pemeliharaan terhadap kotoran atau debu
Usia mesin-mesin listrik ditentukan oleh cara pemeliharaannya. Pemeliharaan yang kurang baik ditandai dengan adanya debu tebal, karatan, atau adanya bekas tertempel cairan atau bahan kimia lainnya, dan sebagainya.
Pemeliharaan preventif, seperti pemeriksaan berkala, pencatatan dan servis komponen, penggantian bearing, pembersihan motor, penggantian oli dan sebagainya akan mengurangi biaya dan waktu perbaikan. Semua kegiatan pemeliharaan tersebut sebaiknya dicatat dalam buku catatan pemeliharaan yang disebut logbook atau backlog.
Debu, karat atau kontaminasi benda lainnya dapat mengakibatkan tertutupnya lubang angin pada generator, dan ini dapat mengakibatkan komutator konduksi. Cipratan air dapat mengakibatkan belitan terhubung singkat atau jangkar tersambung pada ground, sehingga motor menjadi break-down.
Untuk motor-motor repulsif, perlu dilakukan pemeliharaan sikat dan komutator secara periodik. Periksa ketegangan sikat, lalu atur sikat dan pemegangnya.
Pemeriksaan poros
Poros rotor harus diperiksa secara berkala. Periksa derajat kelurusan poros dengan dial indikator. Bersihkan semua kontak dan saklar dengan kertas amplas halus atau dengan contact cleaner.
Pemeriksaan mur dan baut
Lakukan pemeriksaan semua baut dan mur, kencangkan jika ada yang kendor, jika ada yang pecah atau retak, maka ganti dengan yang baru. Periksa juga semua isolasi lilitan. Perbaiki jika ada yang rusak.
Rangkuman
- Mesin-mesin listrik terdiri dari mesin statis (transformator) dan mesin dinamis (motor dan generator). Dalam pembahasan buku ini, yang dimaksud dengan mesin listrik adalah generator atau motor.
- Konstruksi motor dan generator pada dasarnya adalah sama, yaitu terdiri dari Stator (bagian yang tidak bergerak atau diam), dan Rotor (bagian yang bergerak).
- Prinsip kerja motor mengikuti hukum tangan kiri Flamming, yaitu jika medan magnet yang dihasilkan oleh kutub utara-selatan magnet dimotong oleh kawat penghantar yang dialiri arus searah dengan empat jari, maka akan timbul gaya gerak searah ibu jari. Gaya ini disebut gaya Lorentz, yang bersarnya sama dengan F [Newton]. Sedangkan generator pada dasarnya bekerja sesuai dengan hukum tangan kanan Flamming, yaitu jika sepotong penghantar yang dialiri arus searah dengan empat jari tangan memotong medan magnet yang dihasilkan kutub utara-selatan, maka akan menimbulkan gerakan searah dengan ibu jari.
- Pada dasarnya terdapat dua macam generator, yaitu generator DC dan generator AC. Demikian pula dengan motor, terdapat motor DC dan motor AC.
- Terdapat dua jenis motor DC, yaitu: motor penguat terpisah, dan motor penguat sendiri. Motor penguat sendiri meliputi:motor seri, motor shunt dan motor kompon yang merupakan kombinasi antara motor seri dan motor shunt. Sedangkan generator pada dasarnya adalah sama, tetapi yang sering digunakan adalah jenis generator terpisah.
- Karakteristik Motor Penguat Terpisah: arus eksitasinya tidak tergantung dari sumber tegangan yang mencatunya. Putaran jangkar akan turun jika momen torsinya naik.
- Karakteristik Motor Shunt: Rangkaian eksitasi motor shunt terletak paralel dengan jangkar. Putaran akan turun dengan naiknya momen torsi. Pada kondisi tanpa beban, karakteristik motor shunt mirip dengan motor dengan penguat terpisah.
- Karakteristik Motor Seri: Rangkaian eksitasi motor seri dipasang secara seri terhadap jangkar. Diantara jenis motor DC lainnya, motor seri memerlukan momen torsi awal paling besar. Hal yang perlu diperhatikan, bahwa motor seri tidak boleh dioperasikan dalam kondisi tanpa beban.
- Krarakterisrik Motor Kompon. Pada motor kompon, kutub utama berisi rangkaian seri dan paralel. Dalam kondisi tanpa beban, motor kompon mempunyai sifat seperti motor shunt. Pada kondisi beban terpasang, dengan momen torsi yang sama, akan didapat putaran sedikit lebih tinggi.
- Pemeliharaan mesin-mesin listrik pada umumnya ditujukan untuk memperpanjang usia pakai mesin. Ini dapat dilakukan melalui pemeliharaan preventif. Untuk industri berskala besar, pemeliharaan telah dianggap sebagai suatu investasi perusahaan, sehingga masalah pemeliharaan perlu direncanakan dan dibuatkan sistem secara khusus. Hal-hal yang dapat dilakukan dalam pemeliharaan Preventif antara lain: pembersihan mesin dari kotoran debu, karat, dan se-bagainya; pengecekan sambungan-sambungan kabel atau lilitan kawat penghantar, sikat arang dan sambungan lainnya; pengecekan tahanan isolasi; pemeriksaan bearing, poros, pemeriksaan mur-baut, dan sebagainya.
- Teknik dasar yang digunakan dalam pemeriksaan kerusakan motor listrik meliputi: 1). Test lamp 2). Pengukuran arus, 3). Growler, dan 4). Megohmeter.
Latihan Soal
- Sebutkan apa saja yang termasuk dalam mesin-mesin listrik?
- Sebutkan bagaimana bunyi kaedah tangan kiri Flamming? Dan sebutkan pula bagaimana kaedah tangan kanan Flamming?
- Jelaskan prinsip kerja sebuah motor! Jelaskan pula prinsip kerja sebuah generator!
- Gambarkan konstruksi dasar sebuah motor listrik yang Anda ketahui. Apakah ada perbedaan antara konstruksi dasar motor dan generator? Jika ada sebutkan!
- Jelaskan bagaimana karakteristik dari mesin-mesin listrik berikut ini: motor shunt, motor seri dan motor kompon!
- Apa gunanya test lamp pada motor? Jelaskan prosedur untuk pengujian motor dengan test lamp.
- Apa gunanya pengujian megohm? Bagaimana prosedur pengujian motor dengan megohm?
- Jelaskan bagaimana prosedur pengujian lilitan jangkar pada motor?
Tugas Kelompok
Buatlah kelompok belajar yang terdiri dari 3-5 orang per kelompok. Masing-masing kelompok mencari sebuah kasus kerusakan dari sebuah mesin lsitrik (misalnya trafo, kipas angin, hair dryer, mesin cuci, dan lainlain). Cari manual peralatan yang rusak tersebut. Dengan pengawasan guru, lakukan pengetesan dan pengukuran, sehingga Anda mengetahui penyebab kerusakan mesin tersebut.
