Sistem Stater dengan Motor Stater Reduksi
Istilaj reduksi pada motor stater berarti mengurangi atau menurunkan. Yang diturunkan adalah putaran motor stater. Jadi motor stater jenis reduksi merupakan motor stater yang putaran armature nya direduksi atau diturunkan dengan sistem penurun putaran berup roda gigi. Penurunan putaran motor stater ini berefek pada naiknya tenaga putar atau torsi motor tersebut. Beberapa bentuk motor stater tipe reduksi yang banyak dijumpai diperlihatkan pada gambar dibawah ini.
Bagian-bagian dari motor stater tipe reduksi diperlihatkan dengan jelas pada gambar di bawah ( konstruksi motor stater tipe reduksi ). Bagian-bagian utama dri motor stater ini adalah solenoid, armature, kumparan medan, kopling stater, gigi reduksi, gigi pinion, tuas penggerak, kommutator dan rumah stater. Penjelasan tiap komponen motor stater diuraikan sebagai berikut :
- Bagian-bagian motor stater tipe reduksi
Solenoid atau Magnetic Switch pada motor stater model reduksi bentuknya agak berbeda dengan solenoid pada tipe konvensional. Namun demikian ada juga solenoid motor stater tipe reduksi yang bentuknya sama persis dengan solenoid tipe reduksi. Terminal-terminal yang ada pada solenoid motor stater reduksi yaitu teminal 30, terminal 50 dan terminal C. terminal 50 adalah terminal yang dihubungkan dengan terminal ST pada kunci kontak. Terminal 30 adalah terminal yang langung dihubungkan dengan positif baterai menggunakan kabel yang besar agar arus yang besar dapat mengalir saat di START. Di dalam solenoid motor stater tipe reduksi juga terdapat 2 buah kumparan yang disebut dengan pull-in coil dan hold-in coil.
Prinsip kerja solenoid pada motor stater tipe reduksi pada prinsipnya sama dengan cara kerja solenoid pada motor stater tipe konvensional. Berikut dijelaskan cara kerja solenoid pada motor stater jenis reduksi
Bila kunci kontak dalam keadaan tertutup, arus mengalir dari terminal 50 ke kumparan pull-in coil, kemudian ke terminal C kemudian ke massa (melalui kumparan medan pada motor stater).Pada saat yang sama arus juga mengalir ke terminal 50 ke kumparan hold-in coil kemudian ke massa. Akibatnya akan terjadi medan magnet pada pull-in coil dan hold-in coil sehingga plunyer tertarik. Tertariknya plunyer terutama di akibatkan oleh medan magnet yang dihasilkan oleh pull-in coil. Plunyer dapat tertarik pada saat pull-in coil dialiri arus karena posisi plunyer tidak simetris atau tidak ditengah kumparan sehingga saat terjadi medan magnet pada pull-in coil plunyer akan tertarik dan bergerak ke kiri sehingga plat kontak menempel mengubungkan terminal utama 30 dan terminal penghubung C. Dengan kejadian ini maka terminal 30 dan terminal C akan terhubung secara langsung melalui plat kontak. Pada sisi sebelah kiri plunyer dihubungkan dengan kopling stater dan gigi pinion yang ikut terdorong oleh plunyer saat pull-in coil bekerja sehingga gigi pinion bergerak maju berkaitan dengan roda gigi penerus (flywheel).
Terhubungnya plat kontak dengan terminal utama (terminal 30 dan terminal C) menyebabkan arus yang besar mengalir dari baterai ke terminal 30 ke terminal C kemudian ke massa melalui kumparan medan dan armature. Saat plat kontak terhubung dengan terminal 30 dan terminal C, tegangan di terminal C sama dengan tegangan di terminal 30 dan terminal 50. Hal ini menyebabkan arus tidak mengalir dari terminal 50 ke pull-in coil dan kemanetan pada pull-in coil menjadi hilang. Untuk mempertahankan posisi plat kontak tetap menempel maka hold-in coil berperan dengan tetap menghasilkan medan magnet sehingga arus yang besar tetap dapat mengalir ke motor stater lewat plat kontak (motor stater tetap berputar). Kumparan hold-in coil menghubungkan terminal 50 dan bodi solenoid dan berfungsi untuk menahan plunyer sehingga plat kontak tetap dapat menempel dengan terminal utama (menghubungkan terminal 30 dan terminal C).
Apabila kunci kontak dibuka, maka tidak ada arus yang mengalir ke terminal 50. Sesaat setelah kunci kontak dibuka, plat kontak masih menempel dan menghubungkan terminal 30 dan terminal C sehingga arus dari terminal C mengalir ke kumparan pull-in coil, ke kumparan hold-in coil kemudian ke massa. Arah aliran arus dari kedua kumparan tersebut berlawanan sehingga menghasilkan medan magnet yang saling berlawanan juga. Hal ini menyebabkan terjadinya demagnetisasi atau saling menetralkan medan magnet sehingga plunyer akan kembali ke posisi asalnya (lepas dari terminal utama) karena di dorong oleh pegas pengembali. Gambar dibawah menunjukkan konstruksi solenoid dan hubungannya dengan kopling stater dan gigi pinion. poros plunyer dan pegas pendorong terpasang satu sumbu pada lubang yang terdapat pada unit kopling stater dan poros pinion. Dengan demikian jika plunyer bergerak (karena pull-in coil bekerja) maka poros gigi pinion akan ikut terdorong sehingga pinion bergerak maju untuk berkaitan dengan ring gear.
Ketika mesin dihidupkan, pinion pada motor stater dan flywheel satu sama lainnya saling berkaitan. Jika mesin sudah hidup dan gigi pinion masih berkaitan dengan flywheel, maka sekarang fly wheel dapat memutarkan motor stater. Karena jumlah gigi pada flywheel jumlahnya jauh lebih banyak, maka putaran gigi pinion pada motor stater menjadi sangat tinggi. Hal ini dapat merusak motor stater terutama pada bagian armature, bantalan (bearing), kommutator dan sikat. Untuk mencegah kerusakan tersebut, maka dipasang kopling stater yang bisa berputar dengan satu arah saja. Artinya, pada saat motor stater berputar gaya putar poros motor stater dapat disalurkan ke flywheel sehingga poros engkol dapat berputar, tetapi saat mesin sudah hidup, putaran mesin tidak dapat memutarkan motor stater. Secara umum koling stater yang digunakan pada motor stater tipe reduksi dengan tipe konvensional adalah sama.
Saat armature berputar, rumah kopling berputar bersama armature, pegas roller pada kopling stater aka menekan roller bergerak kekiri berlawanan dengan gerakan putar rumah kopling. Akibatnya roller akan terjepit didaerah yang sempit antara lubang roller pada rumah kopling dan inner race. Karena roller terjepit, maka inner race akan terkunci dan ikut berputar bersama-sama dengan rumah kopling. Karena inner race menjadi satu kesatuan dengan gigi pinion, maka gigi pinion akan berputar dan menggerakkan flywheel.
Jika mesin sudah hidup dan gigi pinion masih berhubungan dengan flywheel, maka sekarang flywheel akan memutarkan gigi pinion dan inner race, gerakan putar inner race ini menyebabkan roller terdorong dan bergerak ke arah kanan sehingga berada pada daerah lubang yang longgar. Hal ini menyebabkan roller dapat berputar dengan bebas (roller tidak terjepit) sehingga rumah kopling tidak ikut berputar. Dengan demikian kopling akan membebaskan atau memutuskan putaran mesin ke motor stater.
Gigi reduksi merupakan komponen utama pada motor stater tipe ini yang membedakan dengan motor stater tipe konvensional. Armature pada motor stater tipe reduksi ukurannya lebih kecil namun putaran yang dihasilkan tinggi bila dibandingkan dengan tipe konvensional. Dengan gigi reduksi putaran tinggi pada armature akan direduksi atau diturunkan oleh rangkaian gigi reduksi.
Penurunan putaran ini berbalikan dengan torsi yang dihasilkan, torsi yang dihasilkan setelah mengalami penurunan putarn menjadi naik. Perbandingan gigi antara motor stater ini sekitar 4 : 1 , ini berarti jika armature berputar 4000 rpm maka gigi pinion atau kopling stater berputar 1000 rpm. Namun penurunan sebanyak empat kalinya ini diikuti dengan naiknya tenaga putar sebanyak empat kalinya juga (dengan asumsi tidak ada penurunan tenaga selama gesekan).
Secara umu konstruksi aramture motor stater reduksi sama dengan armature pada motor stater tipe konvensional. Perbedaan pokoknya adalah pada ujung armature motor stater reduksi terdapat gigi pada porosnya, sedangkan pada tipe kenvensional tidak ada karena roda gigi pinionnya terpasang pada unit koling stater. Dengan kemampuan yang sama antara kedua motor stater tersebut , ukuran armature motor stater tipe reduksi lebih kecil dengan dibandingkan dengan tipe konvensional. Hal ini juga menguntungkan karena dengan aramture yang kecil maka kebutahan arus nya juga kecil sehingga baterai yang digunakan dapat lebih kecil.
Kommutator berfungsi untuk mengalirkan arus dari kumparan medan melalui sikat positif ke kumparan armature dan dari kumparan aramture ke sikat negatif. Kommutator yang tedapat pada motor stater jenis reduksi secara umum sama dengan kommutator pada tipe lainnya
Kumparan medan secara khusus tidak ada perbedaan dengan kumparan medan motor stater tipe konvensional. Namun ukuran kumparan medan pad motor stater tipe reduksi lebih kecil dibandingkan dengan kumparan medan pada motor stater tipe konvensional
Sikat berfungsi untuk mengalirkan arus dari kumparan medan ke kommutator, dan dari kumparan armature ke massa. Sikat terpasang pada pemegang sikat yang menjadi tempat sikat yang dan ditekan oleh pegas sikat. secar umum sikat pada jenis motor stater jenis reduksi ini sama seperti pada sikat pada jenis motor stater tipe konvensional.
Cara kerja sistem stater dengan motor tipe reduksi secara umum sama dengan cara kerja sistem stater dengan motor stater tipe konvensional. Cara kerjanya dibagi dalam tiga keadaan. Yaitu saat kunci kontak pada posisi ON (ST), saat plat kontak berhubungan dan saat kunci kontak tidak terhubung. Berikut dijelaskan cara kerja sistem stater secara rinci.
Kunci kontak atau ignition switch yang diputar pada posisi start menyebabkan terjadinya aliran arus ke kumparan penarik (pull-in coil) dan ke kumparan penahan (hold-in coil) yang secara bersamaan. Berikut adalah aliran arus kemasing-masing kumparan tersebut :
- Arus dari baterai mengalir ke kunci kontak terminal 50 pada solenoid kumparan pull-in coil terminal C kumparan medan (field coil) sikat positif kumparan armature sikat negatif massa (terbentuk medan magnet pada kumparan pull-in coil)
- Arus dari baterai mengalir melalui kunci kontak terminal 50 pada solenoid kumparan hold-in coil massa (terbentuk medan magnet pada kumparan hold-in coil). Aliran arus pada kedua kumparan pull-in coil dan kumparan hold-in coil menyebabkan terjadinya kemagnetan pada kedua kumparan tersebut. Letak plunyer di dalam solenoid yang tidak simetris di atau tidak berada di tengah kumparan, menyebabkan plunyer akan tertarik dan bergerak ke kiri melawan tekanan pegas. Karena ada aliran arus (kecil) dari pull-in coil ke kumparan medan dan kumparan armature, maka medan magnet yang terbentuk di dalam kumparan medan dan armature lemah sehingga motor stater berputar lambat. Pada saat plunyer tertarik ke kiri dan plunyer juga mendorong unit kopling stater (stater clutch) bergerak ke kiri, gigi pinion berkaitan dengan ring gear. Pada kondisi plunyer tertarik ( palt kontak belum menempel ), motor stater berputar lambat. Putaran lambat ini membantu gigi pinion agar mudah masuk dan berkaitan dengan ring gear.
Plunyer bergerak ke kiri pada saat kumparan pull-in coil dan kumparan hold-in coil menghasilkan medan magnet. Gerakan ini menyebabkan gigi pinion berkaitan penuh dengan ring gear dan plat kontak pada ujung kanan plunyer menempel dengan terminal utama pada solenoid sehingga terminal 30 dan terminal C terhubung. Arus yang besar dapat mengalir melewati ke dua terminal tersebut. Pada keadaan ini tegangan pada terminal 50 sama dengan tegangan di terminal 30 dan terminal C. karena tegangan di terminal C sama dengan tegangan di terminal 50, maka tidak ada arus yang mengalir ke kumparan pull-in coil dan kemagnetan di kumparan tersebut hilang. Secara rinci aliran arus pada keadaan ini dijelaskan sebagai berikut :
- Arus dari baterai mengalir ke terminal 50 kumparan hold-in coil massa terbentuk medan magnet pada kumparan hold-in coil
- Arus yang besar dari baterai mengalir ke terminal 30 plat kontak terminal C kumparan medan sikat positif kommutator kumparan armature sikat negative massa terbentuk medan magnet yang sangat kuat pada kumparan medan dan kumparan armature, motor stater berputar.
Aliran arus yang besar melalui kumparan medan dan kumparan armature menyebabkan terjdinya medan magnet yang sangat kuat sehingga motor stater berputar cepat dan menghasilkan tenaga yang besar untuk memutarkan mesin. Medan magnet pada kumparan pull-in coil dalam kondisi ini tidak terbentuk karena arus tidak mengalir ke kumparan tersebut. Selama motor stater berputar, plat kontak harus dalam kondisi menempel dengan terminal utama pada solenoid. Oleh sebab itu, pada kondisi ini kumparan pada hold-in coil tetap di aliri arus listrik sehingga medan magnet yang terbentuk pada kumparan tersebut mampu menahan plunyer dan plat kontak tetap menempel. Dengan demikian, meskipun kumparan pada pull-in coil kemagnetannya hilang, pluyer tetap dalam kondisi tertahan.
Setelah mesin hidup, maka kunci kontak dilepas dan kembali ke posisi ON. Namun demikian sesaat setalah kunci kontak dilepas, plat kontak masih dala kondisi menempel. Pada keadaan ini terminal 50 tidak akan menerima kembali arus listrik dari baterai. Alira arus listrik pada kondisi ini dijelaskan sebagai berikut :
- Arus dari baterai mengalir ke terminal 30 plat kontak terminal C kumparan medan sikat positif kommutator kumparan armature sikat negative massa masih terbentuk medan magnet secara kuat pada kumparan medan dan kumparan armature, motor stater masih berputar
- Arus dari baterai mengalir ke terminal 30 plat kontak terminal C kumparan pull-in coil kumparan hold-in coil massa kumparan pull-in coil dan kumparan hold-in coil mengahsilkan medan magnet namun arahnya berlawanan.
Seperti yang dijelaskan pada aliran arus no. 1 , motor stater masih dialiri arus yang besar sehingga pada saat ini motor stater masih berputar. Aliran arus yang telah di jelaskan pada no. 2 terjadi juga pada kumparan pull-in coil dan hold-in coil. Dari penjelasan pada gambar di atas tampak bahwa aliran arus dari terminal C ke kumparan pull-in coil dan kumparan hold-in coil arahnya berlawanan dan kemagnetan yang dihasilkan juga akan berlawanan arah kutubnya sehingga terjadi demagnetisasi atau saling menghilangkan medan magnet yang terbentuk oleh kedua kumparan tersebut. Akibatnya, tidak ada kekuatan medan magnet yang dapat menahan plunyer dan plunyer akan bergerak ke kanan dan kembali keposisi semula terdorong oleh pegas pengembali sehingga plat kontak terlepas dari terminal 30 dan terminal C. arus yang besar akan berhenti mengalir dan motor stater berhenti berputar.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar