KARYA TULIS ILMIAH

MAKALAH MOTOR STARTER PADA MESIN

BAB I
PENDAHULUAN

1.    Latar Belakang Masalah
Motor Starter adalah alat yang di gunakan untuk menghidupkan mesin atau kendaraan saat pertama kali, di dalam Motor Starter terdapat banyak komponen untuk menjalankan, dan begitu pula sistem atau cara kerja Starter, untuk itu di dalam makalah ini akan membahas tentang sistem kerja Motor Starter.
Untuk menggerakan elektro motor, diperlukan peralatan pendukung yaitu, motor starter atau biasa disebut starter. Saat ini dikenal ada beberapa macam jenis starter. Diantaranya seperti Direct On Line (DOL) Starter, Star Delta Starter, Autotransformer Starter, Soft Starter, Frequency Drive

2.    Tujuan
Tujuan dari membahas sistem atau Cara kerja Motor Stater, adalah supaya kita Mengerti komponen – komponen dan sisitem atau cara kerja motor starter itu sendiri, dan kemudian kemungkina kita bisa untuk merawat atau memperbaikinya.

3.    Rumusan Masalah
Dalam penulisan makalah ini dirumuskan hal – hal sebagai berikut:
•  Apa yang dimaksud dengan Motor Starter ?
•  Apa fungsi / kegunaan Motor Starter ?
•  Seperti apa perinsip kerja pada Motor Starter ?
•  Bagian – bagian apa saja yang terdapat dalam Motor Starter ?
•  Seperti apa konsep Perakitan atau Pemasangan Motor Starter ?

BAB II
PEMBAHASAN

A.   Sistem Starter
Suatu mesin tidak dapat mulai hidup (start) dengan serndirinya, maka mesin
tersebut memerlukan tenaga dari luar untuk memutarkan poros engkol dan
membantu untuk menghidupkan. Dari beberapa cara yang ada , mobil pada
umumnya menggunakan motor listrik, digabungkan dengan magnetic switch yang
memindahkan gigi pinion yang berputar ke ring gear yang dipasangkan ke pada
bagian luar dari fly wheel, sehingga ring gear berputar ( dan juga poros engkol ).
Motor starter harus dapat menghasilkan momen yang besar dari tenaga yang kecil
yang tersedia pada baterai. Hal lain yang harus diperhatikan ialah bahwa motor
starter harus sekecil mungkin. Untuk itulah , motor serie DC (arus searah)
umumnya yang dipergunakan

B.    Motor Starter
Motor Starter adalah alat yang di gunakan untuk menghidupkan mesin atau kendaraan saat pertama kali, di dalam Motor Starter terdapat banyak komponen untuk menjalankan, dan begitu pula sistem atau cara kerja Starter, untuk itu di dalam makalah ini akan membahas tentang sistem kerja Motor Starter.
Motor starter yang dipergunakan pada automobile dilengkapi dengan magnetic
switch yang memindahkan gigi yang berputar (selanjutnya disebut gigi pinion )
untuk berkaitan atau lepas dari ring gear yang dipasangkan mengelilingi fly wheel
(roda gila) yang dibuat pada poros enngkol. Saat ini kita mengenal dua tipe motor
starter yang digunakan pada kendaraan atau truck-truck kecil, yaitu motor starter
konvensional dan reduksi. Mobil-mobil yang dirancang untuk dipergunakan pada
daerah dingin mempergunakan motor starter tipe reduksi, yang dapat
menghasilkan momen yang lebih besar yang diperlukan untuk mensart mesin
pada cuaca dingin. Motor starter tipe ini dapat menghasilkan momen yang lebih
besar dari pada motor starter konvensional untuk ukuran dan berat yang sama.,
saat ini mobil cenderung mempergunakan tipe ini meskipun untuk daerah yang
panas. Pada umumnya motor starter digolongkan (diukur) berdasarkan output
nominalnya (dalam KW) makin besar output makin besar kemampuan starternya

C.    Komponen – komponen Motor Starter

1.    Yoke dan Pole Core
Yoke dibuat dari logam yang berbentuk silinder dan berfungsi sebagai tempat pole
core yang diikat dengan sekrup.Pole core berfungsi sebagai penopang field coil danmemperkuat medan magnet yang ditimbulkan oleh field coil.

2.    Field Coil
Field coil dibuat dari lempengan tembaga, dengan maksud dapat memungkinkan
mengalirnya arus listrik yang cukup kuat/besar. Field coil berfungsi untuk dapatmembangkit medan magnet.
Pada starter biasanya digunakan empat field coil yang berarti mempunyai empatcore.

3.     Armature dan Shaft
Armature terdiri dari sebatang besi yang berbentuk silindris dan diberi slot-
slot,poros,komulator serta kumparan armature. Dan berfungsi untuk merubah
energi listrik menjadi energi mekanik, dalam bentuk gerak putar.

4.    Brush
Brush terbuat dari tembaga lunak, dan berfungsi untuk meneruskan arus listrik dari
field coil ke armature coil langsung ke massa melalui komutator. Umumnya sartermemiliki empat buah brush, yang dikelompokkan menjadi dua.
• Dua buah disebut dengan brush positif.
• Dua buah disebut dengan brush negative

5.    Armature Brake
Armature brake berfungsi sebagai pengereman putaran armature setelah lepasdari perkaitan dengan roda penerus.

6.     Drive Lever
Drive lever berfungsi untuk mendorong pinion gear kea rah posisi berkaitan
dengan roda penerus. Dan melepas perkaitan pinion gear dari perkaitan roda
penerus.

7.    Sarter Clutch
Sarter clutch berfugsi untuk memindahkan momen punter saft kepada roda
penerus, sehingga dapat berputar.Sarter clutch juga berfungsi sebagai pengaman
dari armature coil bilamana roda penerus cenderung memutarkan pinion gear

8.     Sakelar Magnet (Magnetic Switch)
Sakelar magnet digunakan untuk menghubungkan dan melepaskan pinion gear
ke/dari roda penerus, sekaligus mengalirkan arus listrik yang besar pada sirkuit
motor starter melalui teminal utama.

D.   Cara kerja Motor stater

1.    Pada saat motor Switch

 Apabila starter switch diputar ke posisi ON,makaarus baterai mengalir melaluihold in coil ke massa dan dilain pihak pull in coil, field coil dan ke mass  melaluiarmature. Pada saat in hold dan pull in coil membentuk gaya magnet dengan   arahyang sama, dikarenakan arah arus yang mengalir pada kedua kumparan tersebutsama.Seperti pada gambar diatas.

Dari kejadian ini kontak plate (plunger) akan bergerak kea rah menutup main
switch, sehingga drive lever bergerak menggeser starter clutch kea rah posisi
berkaitan dengan ring gear. Untuk lebih jelas lagi aliran arusnya adalah sebagai berikut:

·         Baterai? terminal 50? hold in coil? massa

·         Baterai? terminal 50? pull in coil? field coil? armature? massa

Oleh karena arus yang mengalir ke field coil pada saat itu , relative kecil makaarmature berputar lambat dan memungkinkan perkaitan pinion dengan ring gearmenjadi lembut. Pada kendaraan ini kontak plate belum menutup main switch.

2.    Pada saat Pinion Berkaitan Penuh
Bila pinion gear sudah berkaitan penuh dengan ring gear , kontak plate akan mulaimenutup main switch, lihat gambar diatas, pada saat ini arus akan mengalirsebagai berikut:

·         Baterai?terminal 50?hold in coil?massa

·         Baterai?main switch?terminal c?field coil?armature?massa

Di terminal C ada arus , maka arus dari pull in coil tidak dapat mengalir, akibatnya kontak plate ditahan oleh kemagnetan hold in coil saja. Bersama dengan itu arus yang besar akan mengalir dari baterai ke field coil? armature? massa melalui main switch. Akibatnya starter dapat menghasilkan
momen punter yang besar yang digunakan memutarkan ring gear. Bilaman mesin sudah mulai hidup, ring gear akan memutarkan armature melalui pinion.Untuk menghindari kerusakan pada starter akibat hal tersebut maka kopling sarter akan membebaskan dan melindungi armature dari putaran yang berlebihan.

3.    Pada saat starter Switcf OFF.

Sesudah starter switch dihidupkan ke posisi off, dan main switch dalam keadaan
belum membuka (belum bebas dari kontak plate).Maka aliran arusnya sebagai berikut:

·         Baterai?terminal 30?main switch?terminal C

·         Field coil?armature?massa

Oleh karena starter switch off maka pull in coil dan hold in coil tidak mendapat arus dari teminal 50 melainkan dari teminal C.Sehingga aliran arusnya akan menjadi:

·         Baterai?terminal 30?main switch?terminal C

·         Pull in coil?Hold in coil?massa

Karena arus pull in coil berlawanan maka arah gaya magnet yang dihasilkan juga berlawanan sehingga kedua-duanya saling menghapuskan, hal iini mengaki batkan kekuatan return spring dapat mengembalikan kontak plate ke posisisemula.Dengan demikian drive lever menarik sarter clutch dan pinion gear terlepas dari perkaitan

E.   Sistem pengisian (charging system)

Fungsi baterai pada automobile adalah untuk mensuplai kebutuhan listrik   pada komponen-komponen listrik pada mobil tersebut seperti motor starter, lampu-lampu besar dan penghapus kaca. Namun demikian kapasitas baterai sangatlah terbatas, sehingga tidak akan dapat mensuplai tenaga listrik secara terus-menerus.

Dengan demikian, baterai harus selalu terisi penuh agar dapat mensuplai
kebutuhan listrik setiap waktu yang diperlukan oleh tiap-tiap komponen-komponen listrik.Untuk itu pada mobil diperlukan siatem pengisian yang akan memproduksi listrik agar baterai selalu terisi penuh.

Sistem pengisian (charging system) akan memproduksi listrik untuk menngsi kembali baterai dan mensuplai kelistrikan ke komponen yang memerlukannyapada saat mesin dihidupkan.

Sebagian besar mobil dilengkapi dengan alternator yang menghasilkan arus bolak-balik yang lebih baik dari pada dynamo yang menghasilkan arus searah dalam hal tenaga listrik yang dihasilkan maupun daya tahannya.

Mobil yang menggunakan arus searah (direct current), arus bolak-balik yang dihasilkan oleh alternator harus disaerahkan menjadi arus searah sebelum
dikeluarkan.

F.    Fungsi Alternator

Fungsi alternator adalah untuk mengubah energi mekanis yang didapatkan dari  mesin tenaga listrik . Energi mekanik dari mesin disalurkan sebuah puli, yang memutarkan roda dan menghasilkan arus listrik bolak-balik pada stator. Arus listrik bolak-balik ini kemudian dirubah menjadi arus searah oleh diode-diode.

Komponen utama alternator adalah : rotor yang menghasilkan medan magnet listrik, stator yang menghasilkan arus listrik bolak-balik, dan beberapa diode yang menyearahkan arus.

Komponen tambahan lain adalah : sikat-sikat yang mensuplai arus listrik ke rotor untuk menghasilkan kemagnetan (medan magnet), bearing-bearing yang
memungkinkan rotor dapat berputar lembut dan sebuah kipas untuk mendinginkan rotor, stator dan diode.

Konstruksi alternator bagian-bagiannya terdiri dari :
-. Puli (pulley)                       -.  Startor coil
-. Kipas (fan)                         -. Rectifier (silicon diode)
-.  Rotor coil

a.    Pull (pully)
Puli berfungsi untuk tempat tali kipas penggerak rotor.

b.    Kipas (fan)
Fungsi kipas adalah untuk mendinginkan diode dan kumparan-kumparan pada alternator.

c.     Rotor
Rotor merupakan bagian yang berputar di dalam alternator, pada rotor terdapat kumparan rotor (rotor coil) yang berfungsi untuk membangkitkan kemagnetan. Kuku-kuku yang terdapat pada rotor berfungsi sebagai kutub-kutub magnet, dua slip ring yang terdapat pada alternator berfungsi sebagai penyalur listrik kekumparan rotor.Rotor ditumpu oleh dua buah bearing, pada bagian depannya terdapat puli dan kipas, sedangkan di bagian belakang terdapat slip ring.

d.    Stator

Pada konstruksi dan stator coil.Kumparan stator adalah bagian yang diam dan terdiri dari tiga kumparan yang pada salah satu ujung-ujungnya dijadikan satu teori konstruksi ini disebut hubungan “Y” atau bintang tiga fhase. Bgian tengah yang menjadi satu adalah pusat gulungan.Dan bagian ini disebut terminal “N”. Pada bagian ujung kabel lainnya akan menghasilkan arus bolak-balik (AC) tiga phas

e.    Rectifier (Diode)

konstruksi dan hubungan antara stator coil dengan diode. Ketiga ujung dari stator dihubingkan dengan kedua macam diode.

Pada model yang lama terdapat dua bagian yang terpisah antara diode positif (+)dan diode negative (-). Bagian positif (+) mempunyai rumah yang lebih besar daripada yang negative (-). Selain perbedaan tersebut ada lagi perbedaan lainnya yaitu strip merah pada diode positif dan strip hitam pada diode negative.
 Fungsi dari diode adalah menyearahkan arus bolak-balik (AC) yang dihasilkan oleh stator coil menjadi arus searah (DC). Diode juga berfungsi mencegah arus balik dari baterai ke alternator.
Tegangan listrik dari alternator tidak selalu constant hasilnya. Karena hasil listrik alternator tergantung daripada kecepatan putaran motor. Makkin cepat putarannya makin besar hasilnya demikian juga sebaliknya.
Rotor berfungsi sebagai magnet.Adapun magnet yang dihasilkan adalah magnet listrik, maka dengan menambah atau mengurangi arus listrik yang masuk ke rotor coil akan mempengaruhi daya magnet tersebut sehingga hasil pada stator coilpun akan terpengaruh.Jadi hasil alternator sangat dipengaruhi oleh adanya arus listrik yang masuk ke rotor coil.
Fungsi regulator adalah mengatur besar arus listrik yang masuk ke dalam rotor coil sehingga tegangan yang dihasilkan oleh alternator tetap constant (sama) menurut harga yang telah ditentukan walaupun putarannya berubah-ubah. Selain daripada itu regulator juga berfungsi untuk mematikan tanda dari lampu pengisian, lampu tanda pengisian akan secara otomatis mati apabila alternator sudah menghasilkan arus listrik.

Apabila alternator tidak menghasilkan listrik, maka hanya dari baterai saja untuk mengatasi kebutuhan kelistrikan, bila hal ini terjadi maka regulator akan bekerja memberi tanda pada pengemudi (lampu CHG).

Ada dua tipe regulator yaitu tipe point (point type) dan tipe tanpa point (pointless type). Tipe tanpa point juga biasa disebut IC regulator karena terdiri dari intergrated circuit. Adapun cirri-ciri IC regulator yang dibuat jadi satu dengan alternator adalah sebagai berikut :
a) Ukuran kecil dan output-nya tinggi
b) Tidak diperlukan penyetelan voltage (tegangan)
c) Mempunyai silet konpensasi temperature untuk control tegangan yang dimiliki
untuk pengisisan baterai dan suplai ke lampu-lampu.

Apikasi dalam Sistem Pengisian (Charging System)Sirkuit/ ranngkaian dari system pengisian yang memakai regulator dua titik kontak. Kebutuhan tenaga untuk menghasilkan medan magnet (magnetic flux) pada rotor alternator disuplai dari terminal F.

Arus ini diatur dalam arti ditambah atau dikurangi oleh regulator sesuai dengan
tegangan terminal B. Listrik dihasilkan oleh stator alternator yang disuplai dari
terminal B, dan dipakai untuk mensuplai kembali beban-beban yang terjadi pada
lampu-lampu besar (head llights), wipers, radio, dan lain-lain dalam
penambahan untuk mengisi kembali baterai. Lampu pengisian akan menyala,
bila altenator tidak mengirimkan jumlah listrik yang normal.Hal tersebut terjadi
apabila tegangan dari teminal N alternator kurang dari jumlah yang ditentukan.

Seperti telah ditunjukan oleh gambar diatas, bila sekering terminal IG putus,
listrik tidak akan mengalir ke rotor dan akibatnya alternator tidak membangkitkan
listrik.Walaupun sekering CHG putus alternator akan berfungsi.Hal tersebut dapat dibuktikan dengan bantuan sirkuit pengisian sebagai berikut.
Pada saat kunci kontak ON dan mesin mati  Bila kinci kontak diputar ke posisi ON , arus dari baterai akan mengalir ke rotor dan merangsang rotor coil.Pada waktu yang sama, arus baterai juga mengalir ke lampu pengisisan (CHG) dan akibatnya lampu menjadi menyala (ON).

Secara keseluruhan mengalirnya arus listrik sebagai berikut :

a.    Arus yang ke field coil

Terminal(+)baterai?fusible link?kunci kontak (IG switch)?sekering?terminal IG
regulator?point PL?point PL?terminal F regulator?terminal F
alternator?brush?slip ring?rotor coiil?slip ring?brush?terminal E
alternator?massa?bodi.

Aibatnya rotor terangsang dan timbul kemagnetan yang selanjutnya arus ini
disebut araus medan (field current).

b.    Arus ke lampu charge

Terminal (+) baterai?fusibler link?sakjelar kunci kontak IG (IG switch)
sekering?lampu CHG?terminal L regulator?titik kontak P?titik kontak
P?terminal E regulator?massa bodi.

Akibatnya lampu charge akan menyala.
Mesin dari kecepatan rendah ke kecepatan sedang.
Sesudah mesin hidup dan rotor berputar, tegangan/voltage dibangkitkan dalam
stator coil, dan tegangan netral dipergunakan untuk voltage relay, karena itu lampu charge jadi mati.Pada waktu yang sama, tegangan yang dikeluarkan beraksi pada voltage regulator. Arus medan (field current) yang ke rotor dikontrol dan disesuaikan dengan tegangan yang dikeluarkan terminal B yang beraksi pada voltage regulator.
Demikianlah, salah satu arus medan akan lewat menembus atau tidak menembus resistor R, tergantung pada keadaaan titik kontak PL.

Catatan :
Bila gerakan P dari voltage relay, membuat hubungan dengan titik kontak P, maka pada sirkuit sesudah dan sebelum lampu pengisian (charge) tegangannya sama. Sehingga pada aris tidak akan mengalir ke lampu dan akhirnya lampu mati.                                                                                                                                  Untuk jelasnya aliran arus pada masing-masing peristiwa sebagai berikut :

a.    Tegangan Netral

Terminal N alternator?terminal N regulator?magnet coil dari voltage
relay?terminal E reguilator?massa bodi.
Akibatnya pada magnet coil dari voltage relay akan terjadi kemagnetan dan dapat
menarik titik kontak P dari P dan selanjutnya P akan bersatu dengan P. Dengan
demikian lampu pengisian (charge) jadi mat.

b.    Tegangan yang keluar (output Voltage)

Terminal B alternator?trminal B regulator?titik kontak P?titik kontak P?magnet
coil dari voltage regulator?terminal E regulator?massa bodi.
Akibatnya pada coil voltage regulator timbul kemagnetan yang dapat
mempengaruhi posisi dari titik kontak (point) PL.
Dalam hal ini PL akan tertarik dari PL sehingga pada kecepatan sedang PL akan mengambang (seperti terlihat pada gambar diatas).

c.    Arus yang ke field

Termional B alternator?IG switch?Fuse?terminal IG regulator?Point PL?Point
PL?Reristor R?Terminal F regulator?Terminal F alternator?Rotor
coil?terminal E alternator?massa bodi.
Dalam hal ini jumlah arus/tegangan yang masuk ke rotor coil bias melalui dua
saluran. Bila kemagnetan di voltage regulator besar dan mampu menarik PL dari PL, maka arus yang ke rotor coil akan melalui resistor R.Akibatnya arus akan kecil dan kemagnetan yang ditimbulkan rotor coil-pun kecil (berkurang).

d.    Out Put current

Terminal B alternator ?baterai dan beban?massa bodi. Mesin dari Kecepatan Sedang ke Kecepatan Tinggi Bila putaran mesin bertambah , voltage yang dihasilkan oleh kumparan stato naik, dan gaya tarik dari kemagnetan kumparan voltage regulator menjadi lebih kuat.
Dengan daya tarik yang lebih kuat, field current yang ke rotor akan mengalir
terputus-putus (intermittently).Dengan kata lain , gerakan titik kontak PL dari
voltage regulator kadang-kadang membuat hubungan dengan titik kontak PL Bial gerakan titik kontak PL pada regulator berhubungan dengan titik kontak
PL,field current akan dibatasi. Bagaimanapun juga point dari voltage relay tidak akan terpisah dari point P,sebab tegangan netral terpelihara dalam sisa flux dari rotor.

 Aliran arusnya adalah senagai berikut :

1.    Voltage Netral (Tegangan Netral)

Terminal N alternator?terminal N regulator?magnet coil dari voltage
relay?terminal E regulator?massa bodi.
Arus ini juga sering disebut netral voltage.

2.    Out Put Voltage

Terminal B alternator?terminal B regulator?point P?point P?magnet coil dari Nregulatorterminal E regulator.Inilah yang disebut dengan Output voltage.

3.     tidak ada arus ke Field Current

Terminal B alternator ?IG switch?fuse?terminal IG regulator?reristor
R?Terminal F regulator?terminal F alternator?rotor coil?atau?point PL?Point P?ground (NO.F.C)?Terminal E alternator?massa (F Current).
Bila arus resistor R?mengalir teminal Fregulator?rotor coil?massa, akibatnya arua yang ke rotor ada, tapi kalau PL-maka arus mengalir ke massa sehingga yang ke rotor coil tidak ada.

4.    Out Put Current

Terminal B alternator?baterai/load?massa.

BAB III
PENUTUP

A.    Kesimpulan
Setelah menguraikan beberapa pembahasan diatas, maka sampailah kita pada tahap kesimpulan. Dengan adanya berbagai pembahasan, maka dapat penulis simpulkan bahwa: Motor Starter, itu merupakan jenis rangkaian yang sangat berperan penting dalam proses menghidupkan mesin kendaraan, berbagai komponen rangkaian dalam Motor Starter tersebut masing – masing memiliki kinerja yang saling berkaitan satu dengan komponen – komponen kendaraan.

B.    Saran
Sebagai penutup tulisan ini dapat dikemukakan beberapa hal sebagai berikut: Pada masa lalu, tiap komponen mesin kendaraan yang berbeda dikendalikan dengan pengendalinya masing-masing. Dengan disajikanya makalah yang begitu sederhana ini, penulis harapkan semoga makalah yang penulis buat, mampu memotifasi para generasi muda khususnya para kaum intelektual untuk menggali ilmu tentang kelistrikan dan elektronika yang makin cangnggih. Penulis mohon maaf jika ada kata – kata yang kurang berkenan dalam Makalah yang penulis buat, bagaimana pun juga penulis adalah manusia biasa yang memiliki banyak kelalaian dan kekurangan