Kapasitor Starting Dan Running Pada Motor AC

 

Pada motor listrik arus bolak-balik (alternating current, AC), starting capasitor berfungsi meningkatkan torsi awal motor pada satu arah putaran tertentu. Sehingga rotor dari motor dapat berputar ke arah yang ditentukan tersebut. Tanpa starting capasitor, rotor hanya bergetar dan menimbulkan suara berdengung. Hal ini karena arus suplai adalah arus bolak-balik bukan arus searah, sehingga tak tentu ke arah mana rotor harus berputar. Rotor adalah komponen bagian dari motor yang berputar. Starting capacitor juga popular dengan sebutan start kapasitor.

Sedangkan pada motor arus searah (Direct Current (DC) motor), arah putaran rotor ditentukan oleh polaritas arus yang disuplai, dengan menentukan koneksi kabel positif dan negatif ke motor.

Beberapa desain motor AC menggunakan saklar yang diaktifkan oleh gaya sentrifugal, untuk memutus start kapasitor saat rotor sudah mencapai kecepatan tertentu. Selanjutnya motor bekerja dengan running capacitor.

Starting capasitor ada yang didesain untuk tetap terhubung di sirkuit sampai kecepatan yang telah ditentukan, yang biasanya sekitar 75% dari kecepatan penuh. Kemudian starting capacitor diputus dari sirkuit, biasanya oleh sakelar sentrifugal yang aktif pada 75% kecepatan penuh itu.

Pada motor AC satu phase ukuran kecil, starting capacitor akan terus terhubung pada sirkuit. Sehingga juga berfungsi sebagai running capacitor.

Jika nilai kapasitor tidak sesuai dengan parameter desain seperti: daya, tegangan, power factor, dan lain-lain, dapat berakibat: suara berisik, daya menurun, konsumsi daya boros, temperatur meningkat sehingga motor kepanasan (overheating). 

Motor AC dari tipe induksi (induction motor) sangat populer karena desainnya yang sederhana dan tidak menggunakan permanen magnet, sehingga murah harganya. Medan magnet yang bekerja hanyalah medan elektromagnet pada stator, tidak ada medan dari permanen magnet. Medan magnet pada rotor adalah hasil induksi medan magnet dari stator, sehingga tidak memerlukan sikat karbon (carbon brush) untuk mengalirkan listrik ke rotor. Motor ini biasanya diterapkan pada: mesin cuci, kipas angin, blower, air conditioner condenser dan evaporator, kulkas, exhauster fan, pompa air, kompresor, dan lain-lain.

Kerusakan yang sering terjadi pada motor AC adalah kapasitor lemah atau putus. Pada mesin cuci sering juga terjadi kawat kumparan putus, karena terkena air. Penggantian kapasitor sebenarnya cukup mudah, bisa dilakukan sendiri di hari minggu atau hari libur. Kesulitannya biasanya pada akses ke komponen yang rusak, harus membuka banyak komponen lainnya, seperti pada pendingin ruangan (ac). 

Video YouTube berikut memperlihat ciri-ciri kapasitor rusak pada motor kipas angin.

Jika kapasitor putus, saat terhubung ke jaringan listrik, motor akan berdengung, rotor diam. Jika diputar dengan jari, maka motor bisa berputar ke kanan (searah jarum jam, clockwise), maupun berputar ke kiri (berlawanan arah jarum jam, counter clockwise). Selanjutnya rotor akan terus berputar sesuai dengan arah putar jari, tapi dengan kecepatan dan daya lebih rendah dari semestinya.

Skema sirkuit untuk motor induksi satu fase sebagaimana berikut:

 

Keterangan skema:

ACV = suplai arus bolak-balik

L1 = kumparan utama (main winding )

L2 = kumparan bantu (auxiliary winding)

R = rotor sangkar tupai

C = kapasitor start/run

Jika koneksi ACV dirubah dari L1, sehingga ACV mensuplai ke L2, maka arah putaran rotor akan menjadi kebalikannya.

Ukuran kapasitor dapat dihitung dengan rumus: C = (P . n . 1000) / (V . V . F)

Dimana:

C = kapasitas mikro Farad (mF)

P = daya Watt (W)

n = effisiensi dalam persen (%), tapi tidak diinput per seratusnya

V = tegangan suplai bolak-balik(VAC)

F = frequensi tegangan suplai Hertz (Hz)

Misal sebuah motor induksi fase tunggal dengan daya 100 Watt, effisiensi 80%, tegangan suplai 220 VAC, frequensi tegangan suplai 50 Hz.

Harap perhatikan bahwa pada perhitungan effisiensi tidak ditulis 80% atau 0.8, tapi hanya ditulis 80, tidak ada per seratusnya.

C = (100 .  80 . 1000) / (220 . 220 . 50) = 3.31 mF