MOTOR STARTER TIPE KONVENSIONAL
Bagian-Bagian Motor Starter Konvensional
Konstruksi Motor Starter Model Konvensional
Solenoid (Magnetic Switch)
Solenoid disebut juga dengan magnetic switch Pada solenoid
terdapat 3 buah terminal, yaitu terminal 30, terminal 50 dan terminal
C. Terminal 50 adalah terminal yang dihubungkan dengan ST (starter) pada
kunci kontak. Terminal 30 adalah terminal yang langsung di hubungkan
dengan positif baterai dengan menggunakan kabel yang cukup besar agar
arus yang besar dapat mengalir saat di- start. Pada model yang lain solenoid
kadang mempunyai 4 buah terminal yaitu terminal 30,50,C dan B. Terminal
B biasanya dipasangkan dengan terminal B pada koil pengapian yang
mempunyai terminal B. Di dalam solenoid terdapat dua buah kumparan yang disebut hold in coil dan pull in coil.

Kumparan penarik (pull in coil) kumparan ini menghubungkan terminal 50
dan terminal C, bila kunci kontak dalam keadaan tertutup, arus mengalir
dari terminal 50 ke kumparan pull in coil kemudian ke terminal C lalu ke
massa (melalui kumparan pada motor starter). Pada saat yang sama arus
juga mengalir dari 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 pluyer terutama di akibatkan oleh medan magnet yang di hasilkan oleh pull in coil.
Kumparan pull dan hold in coil yang di aliri arus Plunyer dapat tertarik
pada saat pull in coil di aliri arus, karena posisi pluyer tidak
simetris atau tidak ditengah kumparan sehingga saat terjadi medan magnet
pada pull in coil, plunyer akan tertarik dan bergerak (ke kanan)
sehingga plat kontak menempel menghubungkan 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 tuas penggerak (drive
lever) yang ikut tertarik oleh plunyer saat pull in coil bekerja untuk
mendorong gigi pinion bergerak maju berkaitan dengan roda gigi penerus (fly wheel).
Plat kontak menempel dan arus mengalir dari terminal 30 ke C, kumparan
penahan (hold in coil) kumparan ini menghubungkan terminal 50 dan bodi solenoid
yang berfungsi untuk menahan plunyer sehingga plat kontak tetap dapat
menempel dengan terminal utama dan terminal penghubung (menghubungkan
terminal 30 dan terminal C) . Hold in coil diperlukan karena pada saat
plat kontak terhubung dengan terminal 30 dan terminal C, maka tegangan
di terminal C sama dengan tegangan di terminal 50 dan terminal 30. Hal
ini menyebabkan arus tidak mengalir dari terminal 50 ke pull in coil dan
kemagnetan 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 starter lewat plat kontak (motor starter tetap berputar.
Saat kunci kontak terbuka apabila kunci kontak dibuka (mesin sudah
hidup), maka tidak ada arus yang mengalir ke terminal 50, pada saat ini
plat kontak masih menempel dan menghubungkan terminal 30 dan terminal C.
Arus mengalir dari terminal C ke kumparan pull in coil, ke kumparan
hold in coil, kemudian ke massa. Arah aliran arus pada ke dua kumparan
tersebut berlawanan sehingga menghasilkan medan magnet yang saling berlawanan, hal ini menyebabkan terjadinya demagnetisasi atau saling menetralkan medan magnet sehingga plunyer akan kembali keposisi asalnya karena terdorong oleh pegas pengembali.
Overrunning Clutch (Kopling Starter)
Kopling starter (overrunning clutch atau starter clutch) ketika mesin dihidupkan pinion pada motor starter dan fly wheel (ring gear) satu sama lainnya saling berkaitan dengan fly wheel maka sekarang fly wheel dapat memutarkan motor starter. Karena roda gigi pada fly wheel jumlahnya jauh lebih banyak maka putaran gigi pinion pada motor starter menjadi sangat tinggi. Hal ini dapat merusak motor starter terutama pada bagian armature,
bantalan (bearing), kommutator dan sikat (brush).Untuk mencegah
kerusakan tersebut, maka dipasang kopling starter yang bisa berputar
dengan arah satu saja. Artinya pada saat motor starter berputar gaya putar poros motor starter dapat di salurkan ke fly wheel sehingga poros engkol dapat berputar, tetapi saat mesin sudah hidup, mesin tidak dapat memutarkan motor starter, kopling starter akan membebaskan putaran dari fly wheel ke motor starter. Ada beberapa tipe kopling starter, yaitu:
- tipe roller
- tipe plat banyak
- tipe sprag

Kerja kopling starter Apabila motor starter bekerja, poros armature akan
memutarkan rumah kopling searah jarum jam.Pegas pada kopling starter
akan mendorong plunyer dan roller bergerak ke kiri berlawanan dengan
gerakan putar rumah kopling. Akibatnya, roller akan terjepit di daerah
yang sempit antar lubang roller pada rumahh 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 berputar dan
menggerakkan fly wheel. Jika mesin sudah hidup dan gigi pinion masih berhubungan dengan fly wheel, maka sekarang fly wheel
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 roller yang longgar. Hal ini menyebabkan
roller dapat berputar dengan bebas (roller tidak terjepit) sehingga
rumah kopling tidak ikut berputar, dengan demikian kopling akan
membebaskan/memutuskan putaran mesin ke motor starter.
Kopling Starter Tipe Plat Banyak
Spline dibentuk sesuai dengan poros armature untuk menyesuaikan bentuk
spline yang ada disisi dalam advance sleeve dan dapat bergerak meluncur.
Plat kopling penggerak digabungkan ke groove (ulir) pada advance
sleeve. Cara kerja kopling tipe plat banyak adalah sebagai berikut: pinion motor starter di dorong ke fly wheel oleh tuas pemindah (shift lever). Dalam keadaan ini jika pinion tertahan, maka putaran poros armature
disalurkan ke advaance sleeve sehingga advance sleeve terdorong ke arah
pinion melalui spilne. Gaya dorong ini diteruskan dari adavance sleeve
ke pegas penggerak (driving spring) melalui plat kopling sehingga plat
penggerak tertekan. hal ini akan menghasilkan tekanan pada permukaan
kedua kopling dan menyalurkan gaya putar hasil gesekan pada keduanya.
Setelah mesin hidup, gaya putar pada pinion akan lebih cepat dari poros armature,
sehingga advance sleeve akan berputar dengan arah yang berlawanan
dengan pinion dan kedua plat kopling terbebas sehingga gaya putar mesin
tidak akan tersalurkan ke poros armature.
Kopling Starter Tipe Sprag
Kopling tipe ini digunakan untuk mesin-mesin berat, cara kerjanya adalah sebagai berikut: outer race digerakkan oleh poros armature motor starter.
Ketika mesin dihidupkan, outer race dan inner race akan menyatu karena
gerakan outer race akan menyebabkan sprag terjepit diantara inner dan
outer race. Hal ini menyebabkan inner race berputar secara bersamaan
dengan outer race. Saat mesin hidup dan fly wheel menggerakkan pinion,
inner race akan berputar lebih cepat dibanding outer race, sehingga
sprag akan terdorong oleh inner race dan menyebabkan sprag tidak
terjepit diantara inner dan outer race. Akibatnya inner dan outer race
akan saling terbebas dan putaran mesin tidak dapat diteruskan ke motor starter.
Armature
Armature terdiri dari beberapa bagian yaitu poros armature, kumparan, inti armature dan kommutator. Plat besi yang tipis digabung menjadi satu bentuk inti armature. Kumparan dililitkan pada inti armature
dan dihubungkan dengan inti kommutator. Setiap segmen kommutator
diisolasi dari segmen-segmen yang berada didekatnya. Sebuah poros baja
dipasangkan pada lubang tengah inti armature. Kommutator terpasang pada
poros tersebut dengan diberi isolasi. Kedua ujung poros ditopang oleh
bantalan dan dapat berputar dengan bebas didalam yoke. Shaft pada armature terbuat dari baja khusus agar tidak mudah patah, bengkok atau berubah akibat adanya gaya yang besar. Poros armature mempunyai ulir atau spline dimana pinion bisa meluncur.


Armature pada daerah luar armature ada slot isolator untuk kumparan
armature dengan tujuan agar inti besinya tidak overheating. Inti besi
pada armature akan memperkuat medan magnet yang di hasilkan oleh
kumparan armature. Besar kecilnya kumparan armature akan mempengaruhi
besar kecilnya arusyang mengalir ke kumparan armature. Besar kecilnya
arus akan mempengaruhi kuat medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan
armature sehingga akan mempengaruhi besar kecilnya gaya putar yang
dihasilkan.
Kumparan armature dialiri arus yang besar sehingga terbuat dari
konduktor persegi yang digulung. Kumparan disisipkan kedalam slot yang
sudah diisolasi dimana satu ujung kumparan disolder ke satu segmen
kommutator dan satu ujung lainnya ke satu segmen kommutator lain. Karena
itulah gaya putar yang dihasilkan dari masing-masing kumparan pada saat
arus nya mengalir akan menyebabkan armature berputar. Bentuk inti besi
nya ditunjukkan pada gambar dibawah umumnya dua kumparan disisipkan
kedalam satu slot. Bahan untuk membungkus kumparan armature adalah
kertas mika, fiber, atau plastik.
macam-macam bentuk inti besi
Kommutator
Kommutator berfungsi untuk mengalirkan arus dari kumparan medan melalui
sikat positif ke kumparan armature dan dari kumparan armature ke sikat
negatif. Bentuk kommutator yang terbuat dari plat tembaga yang disusun
dalam bentuk melingkar dengan isolator (mika) diantara plat-plat
tersebut. Kumparan armature disolder pada plat kommutator. Dengan cara
tersebut maka arus dapat mengalir dari sikat dalam satu arah kekumparan
armature. Bagian dalam kommutator lebih tipis dari bagian luarnya. Untuk
mencegah agar tidak mudah lepas, maka kommutator dipasangkan dengan
mika berbentuk V atau ring penejepit berbentuk V. Masing-masing plat
potongan kommutator dibungkus dengan mika yang ketebalannya sekitar 1 mm
dan diameternya 0.5-0.8 mm lebih kecil dari diameter luar kommutator.
Selama berputar kommutator selalu berhubungan dengan sikat yang dialiri
arus yang besar diantara sikat dan kommutator. Karena itulah
temperaturnya lebih tinggi sehingga mudah aus.
Kumparan Medan (Field Coil)
Kumparan medan berfungsi untuk menghasilkan medan medan magnet yang
diperlukan untuk memutarkan armature. Arus listrik yang mengalir
kekumparan medan berasal dari terminal C solenoid. Kumparan medan adalah
kumparan yang dililitkan pada inti kutub yang terbuat dari besi untuk
menghasilkan medan magnet (terbentuk kutub utara dan kutub selatan) pada
saat arus besar mengalirinya. Inti kutub terpasang pada rumah motor
starter (yoke). Inti kutub dan rumah starter berfungsi juga untuk
meningkatkan dan mengkonsentrasikan medan magnet yang dihasilkan
kumparan medan. Kumparan medan terbuat dari kawat tembaga persegi dengan
luas penampang yang cukup besar. Jumlah kumparan medan pada motor
starter biasanya 2 buah atau 4 buah. Ujung kumparan medan terhubung
dengan terminal C pada solenoid dan ujung-ujung lainnya dihubungkan
dengan sikat. Ada 2 macam tipe magnet yang digunakan pada motor starter
yaitu kumparan medan dengan elektromagnetic dan magnet permanen.
Konstruksi dan komponen-komponen pendukungnya ditunjukkan pada gambar
berikut.
Ada beberapa jenis hubungan antara kumparan medan dan armature yang
digunakan untuk motor arus searah (DC) yaitu jenis gulungan seri, jenis
gulungan shunt(paralel), tipe gulungan compound atau campuran, dan
sejarang sudah ada gulungan yang menggunakan magnet permanen. Berikut
penjelasan tentang jenis-jenis hubungan kumparan medan dan armature yang
dipakai pada motor starter.
Motor dengan Kumparan Medan Jenis Gulungan Seri
Gambar diatas memperlihatkan hubungan seri antara kumparan medan dan
armature. Saat motor starter bekerja arus mengalir melalui kumparan
medan kemudian ke kumparan armature dan ke massa melalui sikat. Ciri
khas jenis ini adalah dapat memberikan daya putar yang besar namun tidak
membuat arus yang berlebihan pada beban tinggi karena kecepatan
putarannya dapat diatur secara otomatis sesuai dengan besar bebannya.
Namun demikian tanpa beban kecepatan putarannya akan sangat tinggi
sehingga motornya harus ditangani dengan benar agar tidak rusak. Karena
itulah jenis motor ini banyak digunakan untuk motor starter.
Karakteristik motor ini adalah sebagai berikut. Besarnya gaya putar pada
motor adalah sesuai dengan besar arus armature dan kekuatan medan
magnet. Kekuatan medan magnet ditentukan oleh arus kumparan medan dan
arus armature. Grafik karaktristiknya tampak pada gambar dibawah ini.
Pada saat arus armature nya besar maka gaya putarannya akan meningkat,
Arus armature berbanding terbalik dengan gaya elektromotif yang
dihasilkan oleh motor. Gaya elektromotif adalah berbanding lurus dengan
kecepatan motor atau maki cepat putaran motor makin besar gaya
elektromptif lawan yang dibangkitkan. Oleh karena itulah arus
armaturenya adalah berbanding terbalik dengan kecepatan motor. Seperti
terlihat pada grafik, ketika kecepatannya renadah atau (bebannya tinggi)
gaya putarannya akan tinggi karena arus pada armature naik, oleh karena
itu gulungan model seri banyak dipakai pada motor starter.
Motor dengan Kumparan Medan Jenis Gulungan Shunt (Paralel)
Kumparan armature dan kumparan medan pada tipe ini dihubungan secara
paralel. Sumber tegangan diberikan kemasing-masing kumparan dan
masing-masing kumparan mempunyai massa sendiri. Kecepatan putaran motor
jenis ini dapat di dengan mudah dengan mengatur arus yang mengalir ke
kumparan medan. Gulungan jenis ini dapat digunakan pada motor dengan
putaran yang tetap dan putarannya tidak akan berubah meskipun bebannya
beragam. Akselerasi dan deselerasi kecepatan motor nya bisa divariasi
tergantung dari arus kumparan medan. motor jenis ini diguanakan untuk
window washer, cooling fan, power window dan sebagainya.
Skema motor jenis shunt (paralel) Karakteristik motor jenis ini, gaya
putarannya berbanding lurus dengan arus armature dan kekuatan medan
magnet pada kumparan medan. namun pada tipe ini kekutan medan magnetnya
tidak dapat diubah sehingga grafiknya akan terlihat seperti gambar
grafik diatas, karena itulah begitu arus armature nya besar(bebannya
tinggi) maka gaya putarannya akan meningkat. Namun demikian ratio
kenaikkannya lebih kecil dibandigkan dengan tipe gulungan seri.
Kecepatan putaran motor berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding
terbalik dengan kekuatan medan magnet. Karena itulah ketika sumber power
nya adalah baterai, maka tegangannnya akan stabil dan medan magnet
tidak berubah, sebagai akibatnya ketika arus armature naik, maka
tegangannya akan sedikit turun namun kecepatan putarannya hampir tetap
konstan.
Motor dengan Kumparan Medan Jenis Gulungan Campupran (Compound)
Motor starter tipe ini kumparan armature dan satu kumparan medan
dihubungkan secara seri dan dihubungkan juga kekumparan medan lainnya
secara paralel. Arah kutub pada kedua kumparan medan ini adalah sama.
Tipe ini adalah gabungan dari karakteristik tipe seri dan tipe paralel.
Pada saat motor starter melakukan start, ,motor ini mempunyai gaya putar
yang besar seperti yang dimiliki oleh tipe kumparan seri, Setelah di
start, motor ini akan berputar secara tetap seperti yang telah dimiliki
oleh kumparan shunt. Jadi motor jenis ini struktur nya lebih rumit
dibandingkan dengan jenis seri, Motor jenis ini biasanya digunakan untuk
jenis wiper.
Motor Jenis Magnet Permanen
Beberapa magnet permanen dibuat dari campuran boron, neodinium, dan besi
yang dipasang pda rumah motor starter. Penggunaan magnet permanen dapat
menghasilkan rangkaian kumparan medan magnet dan mengurangi berat motor
starter sampai dengan 50%. Ciri utama motor jenis ini adalah ringan dan
mempunyai daya magnet yang kuat. Kumparan medan dan inti kutub sudah
tidak ada lagi. Kebutuhan arus listrik hanya digunakan untuk kumparan
armature. Apabila arah arus dibalik maka arah putaran motor starter juga
berubah. Hal ini karena arah kutub magnet permanen tidak berubah. Namun
arah kutub armature dan elektromagnetik dapat diubah sesuai dengan arah
arus. Tipe motor ini juga digunakan untuk windshield wiper motor, servo
motor untuk mengontrol kecepatan idle ECU engine, motor step, pompa
bahan bakar dan sebagainya.
Sikat dan Pemegang Sikat (Brush and Brush Holder)
Empat buah sikat biasanya dipasang pada motor starter, dua untuk sikat
positif dan dua lagi untuk sikat negatif, sikat atau brush sendiri
berfungsi untuk mengalirkan arus dari kumparan medan kekumparan armature
(pada motor dengan gulungan tipe seri) melalui kommutator dan
menyalurkan arus dari kumparan armature melalui kommutator ke massa. Dua
sikat ditopang oleh pemegang sikat berisolasi (disebut dengan sikat
positif), dan dua sikat lainnya ditopang oleh pemegang sikat yang
terhubung dengan massa dan disebut sikat negatif. Sikat terbuat dari
karbon, karbon graphit (electrical graphitic carbon, atau karbon graphit
logam yang mempunyai kemampuan pelumasan dan kemampuan mengalirkan arus
listrik yang baik.
Motor starter dialiri arus yang besar dan beroperasi dengan jangka waktu
yang pendek, maka bahan Metallic graphitic carbon untuk tegangan rendah
dan arus listrik besar biasanya dipakai oleh motor starter. Sikat
Metallic grhapitic carbon terbuat dari bubuk tembaga dan grhapite yang
mempunyai rasio tembaga sekitar 50-90%, sehingga tingkat tahananya
rendah. Agar sikat dapat mengalirkan arus ke kumparan armature melalui
kommutator, sikat harus kontak dengan kommutator. Kontak antara sikat
dengan kommutator dijamin oleh pegas sikat yang dapat menjaga sikat
selalu menempel dengan kommutator meskipun ada gerakan naik-turun akibat
kommutator yang kurang rata atau faktor lainnya.
Tuas Penggerak (Drive Lever)
Tuas penggerak berfungsi untuk mendorong gigi pinion agar bisa berkaitan
dengan gigi roda penerus (flywheel) pada saat motor starter
dioperasikan. Bagian atas dari tuas penggerak ini dikaitkan dengan
plunyer pada solenoid dan bagian bawahnya berhubungan dengan hub pada
kopling starter (overrunning clutch). Gerak mendorng tuas tersbut
berasal dari kaitan tuas plunyer (stud bolt) pada solenoid.
Tuas penggerak pada motor starter