MESIN LISTRIK SUZUKI THUNDER

MESIN LISTRIK SUZUKI THUNDER

MOTOR, GENERATOR, DAN TRANSFORMATOR | DINAMO DAN TRAFO

katakunci:
dinamo, trafo, motor, generator, alternator, transformator, starter, stator, rotor,
kern, spul, konverter, rektifier, filter, stabizer, regulator, kiproks, koil, CDI, interuptor

BAGIAN 1: PENDAHULUAN

Dlm ilmu fisika (physical science), teknologi rekayasa kelistrikan (electrical engineering technology), dan teknologi rekayasa permesinan (automotive engineering technology), yg dinamakan mesin listrik (electrical machines), dibedakan atas 3 kelompok besar, yaitu:
motor listrik atau generator mesin, disebut motor (pemuntir).
generator listrik atau motor mesin, disebut generator (pembangkit).
transformator listrik atau transformer listrik, disingkat trafo (pengalih, pemindah).


motor listrik


generator listrik


alternator

3 mesin ini ada dan digunakan dlm tiap kendaraan bermotor, termasuk spdmotor Suzuki Thunder, dmn masing-masing digunakan dgn peran sbb.
motor DC sbg motor starter,
utk memutar mesin pd pertama kali.
generator AC alias alternator, plus penyearah (AC to DC rectifier) yg terlanjur disebut kiproks [cuprox],
utk memuati aki (accu, accumulator).
transformator tegangan langkah-naik AC (AC step-up voltage transformer) sbg kumparan penyulutan (ignition coil),
utk memercikan busi (bougie, sparkplug).
catatan:
DC (direct current) berarti arus searah atau arus rata.
AC (alternating current) berarti arus bolak-balik atau arus bergelombang.
PC (pulsating current) berarti arus denyut, arus perubahan antara AC dan DC.
EA (electric accumulator), dlm konteks kendaraan bermotor disingkat aki (accu).

Peran dan fungsi masing-masing adalah sbb:
motor (pemuntir): mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mesin.
generator (pembangkit): mengubah tenaga mesin menjadi tenaga listrik.
transformator (pengalih): menaikkan (step-up) atau menurunkan (step-down) tegangan listrik.
catatan:
EE (electrical energy) berarti tenaga listrik.
ME (mechanical energy) berarti tenaga mesin.

Kesimpulan uraian diatas adalah bahwa 3 mesin listrik tsb diatas berfungsi sbg pengubah tenaga (energy converter).
dr listrik ke mesin, dinamakan motor listrik atau generator mesin, disebut motor (pemutir).
dr mesin ke listrik, dinamakan generator listrik atau motor mesin, disebut generator (pembangkit).
dr lsitrik ke listrik, dinamakan trasformator listrik, disingkat trafo (pengalih).

MESIN LISTRIK SUZUKI THUNDER

MOTOR, GENERATOR, DAN TRANSFORMATOR | DINAMO DAN TRAFO

BAGIAN 2: DINAMO DAN KOIL

Dari uraian diatas, tampak bahwa motor dan generator adalah satu mesin yg didisain atas prinsip dasar sama, tp beroperasi dgn dua cara berbeda.

Perangkat dasar motor dan generator adalah sama, yaitu yg dinamakan dinamo (dynamo) [artinya bergerak, bergeser atau berputar], yg mana dpt dioperasikan baik sbg motor maupun sbg generator, bergantung pd tenaga masukan (input energy) dan tenaga keluaran (output energy) dlm fungsinya sbg pengubah tenaga (energy converter).

Jika pengubahan tenaga adalah dr listrik ke mesin, mk disebut motor listrik atau generator mekanik, atau motor. Jika pengubahan tenaga adalah dr mesin ke listrik, mk disebut generator listrik atau motor mekanik, atau generator.

Kombinasi 2 alat ini dinamakan motor-generator, dmn tenaga mesin dihasilkan motor listrik digunakan utk memutar generator listrik utk menghasilkan tenaga listrik lbh besar, dan dlm hal ini moto-generator berfungsi sbg transformator listrik. Ini menjelaskan kenapa transformator listrik dikelompokkan sbg mesin listrik, meski dlm bentuk sederhana beroperasi tanpa dinamo. Hal sebaliknya juga berlaku, pd generator-motor, tenaga listrik dihasilkan generator listrik digunakan utk memutar motor listrik utk menghasilkan tenaga mesin lbh besar.

catatan:
Dlm istilah permontiran sehehari di bengkel kendaraan bermotor, utk membedakan fungsi dinamo, para montir sering menyebut motor starter sbg dinamo starter atau dinamo mesin, dan generator AC atau alternator sbg dinamo Ampere atau dinamo listrik. Sedangkan transformator tegangan naik AC yg beperan sbg kumparan penyulutan (ignition coil), disebut koil.

MESIN LISTRIK SUZUKI THUNDER

MOTOR, GENERATOR, DAN TRANSFORMATOR | DINAMO DAN TRAFO

BAGIAN 3: TRAFO

Transformator listrik sebenarnya adalah pengalih-bentuk tenaga (energy transformer), krn mengalihkan tenaga (transfer energy) dr satu sistem AC ke sistem AC lain. Transformator listrik menerima tenaga listrik pd suatu tegangan AC tertentu dan mengalihkannya ke suatu tegangan AC tertentu lain.

Shg ada 2 macam transformator listrik. Jika tegangan masukan (input voltage lbh rendah drpd tegangan keluaran (output voltage), mk disebut sbg transformator tegangan langkah-naik (step-up voltage transformer). Sebaliknya, jika tegangan masukan lbh besar drpd tegangan keluaran, mk disebut transformator tegangan langkah-turun (step-down voltage transformer).

Baik motor dan generator maupun transformer, dlm fungsinya sbg pengubah tenaga (energy converter), masing-masing beroperasi dgn prinsip hukum kekekalan tenaga (conservation of energy), bahwa tenaga tak dpt diciptakan dan tak dpt dimusnahkan (neither created nor destroyed), tp dpt hanya diubah dr satu bentuk tenaga ke bentuk tenaga lain.

Dgn demikian, dlm operasi 3 mesin listrik ini, berlaku ketentuan bahwa, tenaga masukan (input energy) senantiasa setara dgn tenaga keluaran (output energy). Krn daya (power) adalah tenaga per satuan waktu (energy per unit time), berlaku pula bahwa, daya masukan (input power) senantiasa setara dgn daya keluaran (output power).

Dlm kelistrikan, daya adalah produk tegangan (voltage) dan kuat arus (current intensity, amperage), shg dlm transformator listrik yg senantiasa beroperasi dlm daya tetap, jika tegangan naik, mk kuat arus turun, dan sebaliknya, jika tegangan turun, mk kuat arus naik. Jadi pd dasarnya, transformator tegangan (voltage transformer) juga adalah transformator arus (current transformer).

Konsep transfomator listrik memungkinkan tenaga listrik dibangkitkan dr tegangan rendah dan arus besar ke tegangan tinggi dan arus kecil, shg mengurangi kehilangan tenaga listrik (electrical energy losses) yg berubah menjadi tenaga panas dlm pengirim tenaga listrik melalui kabel dlm jarak jauh.

MESIN LISTRIK SUZUKI THUNDER

MOTOR, GENERATOR, DAN TRANSFORMATOR | DINAMO DAN TRAFO

BAGIAN 4: KOIL PENYALAAN DAN CDI

Sbgmn tlh dijelaskan diatas, transformator tak beroperasi pd tegangan DC. Dlm sirkuit DC, agar tegangan masukan (input voltage) dpt menggunakan transformer, arus masukan (input current|amperage) hrs diubah lbh dulu dr DC ke AC. Jika tegangan keluaran (output voltage) dibutuhkan adalah DC, mk arus keluaran (output current|amperage) hrs diubah lagi dr AC ke DC.

Dlm kendaraan bermotor, tenaga listrik tetap disediakan oleh aki (accu). Arus aki adalah DC. Agar transformator tegangan naik yg berperan sbg kumparan penyulutan (ignition coil, IC) dpt dioperasikan, mk arus ini hrs diubah jadi AC, melalui pengubah DC ke AC (DC to AC converter), yakni penyela kontak (contact interruptor) atau pemutus kontak (contact breaker), yg dlm kendaraan bermotor modern digunakan alat berupa perangkat sirkuit elektronik yg disebut CDI (capacitor discharge ignition).

catatan: pd masa CDI msh blm digunakan sbg interuptor sekaligus timer elektronik, kendaraan masa lalu menggunakan pemutus kontak (contact breaker) mekanik, yg oleh org bengkel sering disebut sbg "platina", yg dilengkapi dgn "kondensator" atau "kondenser" alias kapasitor [istilah yg benar, krn tak ada yg dikondensasi dlm kapasitor] sbg peredam kejutan listrik atau penindas lonjakan (spike supresser).

MESIN LISTRIK SUZUKI THUNDER

MOTOR, GENERATOR, DAN TRANSFORMATOR | DINAMO DAN TRAFO

BAGIAN 5: MOTOR STARTER, ALTERNATOR, DAN KIPROKS

Pd dasarnya, masukan (input) motor listrik adalah DC. Jika diinginkan bahwa motor dipicu masukan AC, mk dlm sirkuit motor hrs disertakan alat yg berfungsi sbg pengubah dr DC ke AC (DC to AC converter), atau dirancang sedemikian rupa agar masukan adalah AC. Jadi ada motor DC dan ada motor AC. Jika disebut motor saja, mk yg dimaksud umumnya adalah motor DC.

Demikian pula generator. Pd dasarnya keluaran (output) generator listrik adalah AC. Jika diinginkan bahwa generator menghasilkan keluaran DC, mk dlm sirkuit keluaran generator hrs disertakan alat yg berfungsi sbg pengubah dr AC ke DC (AC to DC converter), atau dirancang sedemikian rupa shg agar keluaran adalah DC. Jadi ada generator DC dan ada generator AC. Jika disebut generator saja, mk yg dimaksud umumnya adalah generator AC. Utk membedakan generator AC dan generator DC, generator AC disebut sbg alternator (singkatan dr: alternating current generator, AC generator).

Dlm kendaraan bermotor, krn arus AC adalah DC, motor starter adalah motor DC, tp umumnya generator listrik adalah generator AC alias alternator, dmn dinamo langsung diputar oleh gerakan naik-turun torak (zuiger, piston). Agar alternator dpt memuati-kembali (recharge) aki, sblm ke aki, sirkuit keluaran alternator dilengkapi dgn pengubah AC ke DC, yakni penyearah (rectifier), yg dlm kendaraan bermotor modern digunakan alat berupa perangkat sirkuit elektronik yg disebut BRD (brige rectifier diodes).

Arus listrik dihasilkan dioda ini belum murni DC, krn msh mengandung riak (ripple), krn itu dinamakan arus denyut atau PC (pulsating current). Agar rata, sesudah dioda dipasang lagi sirkuit penapis (filter) yg berfungsi sbg pengubah dr PC ke DC (PC to DC converter).

Mengingat putaran mesin tdk tetap, tp naik-turun, terkadang cepat dan terkadang lambat, agar tegangan keluaran tetap mantap (stable), mk pd bagian akhir sirkuit dipasang lagi pemantap (stablizer), yg berfungsi sbg pengatur tegangan (voltage regulator) dan atau pengatur arus (current regulator).

Umumnya penyearah (rectifier), penapis (filter), dan pemantap (stabilizer) atau pengatur (regulator) dirancang dlm satu sirkuit berjenjang (cascading circuit) dan dipaket satu satu kemasan tunggal (single package), dan sekaligus dilengkapi dgn logam peredam panas (heat sink metal) yg dirancang dgn sirip-sirip (fins). kemasan tunggal ini umumnya dibuat dr bahan oksida logam (metal oxyde), yakni oksida tembaga (cuprous oxyde, cupro-oxyde Cu2O), disingkat kiproks (cuprox).

catatan: utk pengisian aki, pd dasarnya filter (penapis) tdk bgt diperlukan, shg hanya rektifier dan stabilizer atau regulator saja. Filter diperlukan utk AC to DC conveter atau adapter, dimana arus DC yg rata dibutuhkan, utk meredam riak (ripple) yg menimbulkan derau (noise) atau frekuensi gelombang tak diinginkan dan mengganggu pd sistem radio, audio, dan video. Oleh org bengkel sering disebut sbg gangguan "storing". Gangguan mana juga bisa ditimbulkan oleh frekuensi percikan busi pd mesin, shg utk meredamnya digunakan kable busi "anti-storing".

MESIN LISTRIK SUZUKI THUNDER

MOTOR, GENERATOR, DAN TRANSFORMATOR | DINAMO DAN TRAFO

BAGIAN 6: DINAMO, STATOR DAN ROTOR

Mesin listrik menggunakan dinamo [artinya bergerak, bergeser atau berputar], motor (pemuntir) atau generator (pembangkit), terdiri dr 2 bagian utama, yakni bagian tetap (fixed parts) dan bagian bergerak (moving parts). Bagian bergerak dihubungkan ke sistem mekanisme mesin shg menyediakan masukan atau keluaran mesin, bergantung pd apakah mesin digunakan sbg motor atau sbg generator. Gerakan ini bisa lurus (linear) dan bisa juga bolak-balik (reciprocating) atau bergetar (vibrating). Pd kebanyakan mesin listrik, gerakan ini adalah berputar (rotating).

Artikel ini membatasi cakupan pembahasan hanya utk mesin listrik jenis dinamo, yg terdiri dr 2 bagian utama, yakni bagian diam (stationary part) di bagian luar (external part) dan bagian berputar (rotary part) di bagian dlm (internal part).
stator (stationary external part).
rotor (rotary internal part).
Dlm rancangan, rotor dipusatkan dlm stator, sedemikian shg stator dan rotor terletak sepusat (concentric), dmn poros atau as (axes) motor tepat berada di pusat stator. Agar rotor dpt berputar, antara stator dan motor ada celah udara (air gap), sedemikian shg stator dan rotor tak bersinggungan dan putaran rotor tak menimbulkan gesekan thdp stator.

Rotor umumnya dipasang pd batangan keras, biasanya terbuat dr baja, disebut sumbu atau saf (shaft). Sumbu ini didukung oleh penunjang atau penopang (bearing) shg rotor bebas berputar. Sumbu di memanjang keluar melalui salah satu atau kedua penopang, shg dpt dihubungkan ke mekanisme mesin, utk keluaran atau masukan tenaga mesin, bergantung apakah mesin dirancang utk motor atau generator. Hubungan ini bisa langsung berhubungan atau tak langsung melalui pengkopelan (coupling) menggunakan roda gigi (gear), rantai (chain), sabuk (belt) atau kerek (pulley).

MESIN LISTRIK SUZUKI THUNDER

MOTOR, GENERATOR, DAN TRANSFORMATOR | DINAMO DAN TRAFO

BAGIAN 7: DINAMO DAN TRAFO, KERN DAN SPUL

Baik stator maupun rotor, masing-masing terdiri dr 3 bagian dasar, yakni:
inti atau kern (kernel, core).
lilitan atau spul (spoel, winding) atau gulungan (klos).
sekat atau insulasi (insulation).
Inti atau kern ini umumnya pelat besi atau baja, dan lilitan atau spul adalah kawat tembaga atau perak.

Fungsi inti adalah utk menghantarkan medan magnit melalui koil spul. Spul menghantarkan arus listrik yg menjadi sumber medan magnit dan menyediakan loop tertutup dmn tegangan listrik bisa diimbaskan (induced) oleh medan magnit, sesuai dgn interaksi kelistrikan dan kemagnitan.

Ada 2 macam arus dlm spul, yakni sbb.
arus masukan (input current) atau arus rangsang (exciting current) atau arus magnetisasi (magnetizing current),
kuatnya tetap, dan kebanyakan adalah DC.
arus keluaran (output current) atau arus beban (load current),
kuatnya berubah selaras dgn beban mesin, dan AC.
Dgn demikian spul dibedakan atas 2 macam, yakni sbb.
spul masukan (input winding) atau spul medan (field winding),
hanya dialiri arus rangsang.
spul keluaran (output winding) atau spul beban (load winding),
disebut juga lengan atau armatur (armature),
hanya dialiri arus beban.
Sedikit berbeda dgn motor dan generator, transformator yg bukan motor-generator, hanya terdiri dr stator alias tak memiliki rotor, shg terdiri dr hanya satu inti, tp dgn 2 lilitan, yakni spul masukan atau spul medan yg dinamakan spul primer (primary winding), dan spul keluaran spul beban yg dinamakan spul sekunder (secondary winding).

Istilah stator dan rotor, serta spul medan dan spul beban, tak mengingkat, dlm arti, spul medan dan spul beban bisa berada di stator atau di rotor. Jadi ada mesin menggunakan armature diam (stationary armature) dan ada yg menggunakan armatur berputar (rotary armature). Istilah armatur biasanya digunakan bilamana spul beban berada di rotor. Meski tak harus selalu berarti demikian. Agar lbh jelas ttg penggunaan bbg istilah ini, berikut adalah tabel daftar penamaan atau istilah bagian bbrp mesin listrik, dinamo dan trafo.