Apa perbedaan antara motor AC dan DC?

Motor AC (arus bolak-balik) dan motor DC (arus searah) keduanya dirancang untuk mengubah energi listrik menjadi gerakan mekanis, tetapi keduanya berbeda secara fundamental dalam hal sumber daya, konstruksi, pengoperasian, dan aplikasinya. Memahami perbedaan ini adalah kunci dalam memilih motor yang tepat untuk tugas tertentu. Berikut rinciannya:

1. Sumber Daya

Perbedaan paling mendasar terletak pada masukan energinya:

Motor AC beroperasi dengan arus bolak-balik, di mana arus listrik secara berkala berbalik arah (misalnya, 50 atau 60 siklus per detik di sebagian besar jaringan).
Motor arus searah beroperasi pada arus searah, yang mengalir dalam arah konstan (misalnya, dari baterai, penyearah, atau panel surya).

2. Konstruksi

Desain internalnya mencerminkan sumber dayanya:

Motor AC (terutama motor induksi, jenis yang paling umum) memiliki stator stasioner dengan lilitan yang terhubung ke sumber arus bolak-balik (AC). Rotor, yang seringkali berupa "sangkar tupai" dari batang-batang konduktif, tidak memiliki sambungan listrik—rotor bergantung pada induksi elektromagnetik dari medan magnet stator yang berputar. Beberapa motor AC (motor sinkron) menggunakan rotor dengan magnet permanen atau elektromagnet yang ditenagai oleh sumber eksternal.
Motor arus searah memiliki stator dengan magnet permanen atau elektromagnet (gulungan medan) dan jangkar berputar (kumparan) yang terhubung ke komutator—cincin terpisah yang membalikkan arus pada jangkar saat berputar. Sikat (kontak konduktif) menghubungkan komutator ke sumber daya DC. Desain ini memastikan medan magnet rotor selalu berlawanan dengan medan stator, menghasilkan torsi yang kontinu.

3. Prinsip Operasi

Motor AC bergantung pada medan magnet berputar di stator, yang dihasilkan oleh arus AC yang bergeser fasa pada belitan stator. Medan ini menginduksi arus di rotor, menciptakan medan magnet yang berinteraksi dengan medan stator untuk memutar rotor (motor induksi) atau mengunci medan putar (motor sinkron).
Motor arus searah Memanfaatkan gaya tarik/tolak antara medan magnet tetap stator dan medan magnet yang diinduksi arus jangkar. Komutator membalikkan arus jangkar pada interval yang tepat, menjaga rotor berputar dalam satu arah.

4. Kontrol Kecepatan

Motor AC Secara historis, sistem yang kompleks (misalnya, penggerak frekuensi variabel, VFD) diperlukan untuk menyesuaikan kecepatan dengan mengubah frekuensi atau tegangan AC. VFD modern menjadikan hal ini efisien dan presisi, ideal untuk aplikasi seperti pompa atau konveyor.
Motor arus searah Menyederhanakan kontrol kecepatan: menyesuaikan tegangan input (melalui resistor, chopper, atau pengontrol) secara langsung mengubah kecepatan. Kesederhanaan ini membuatnya populer untuk aplikasi awal seperti kereta listrik dan robotika.

5. Efisiensi dan Pemeliharaan

Motor AC (tipe induksi) sangat efisien, terutama pada kecepatan konstan, dan tidak memiliki sikat atau komutator—komponen yang mudah aus. Hal ini mengurangi kebutuhan perawatan, sehingga tahan lama di lingkungan yang keras (misalnya, pabrik, tambang).
Motor arus searah dapat efisien tetapi rentan terhadap keausan sikat dan komutator, sehingga memerlukan perawatan rutin (misalnya, mengganti sikat, membersihkan komutator). Hal ini membatasi masa pakainya di lingkungan berdebu atau bergetar tinggi.

6. Aplikasi

Motor AC mendominasi penggunaan industri dan skala besar: mesin manufaktur, sistem HVAC, pompa, kipas angin, jaringan listrik, dan instalasi energi terbarukan (misalnya, generator turbin angin). Kompatibilitasnya dengan jaringan AC dan perawatannya yang rendah menjadikannya ideal untuk tugas-tugas berkelanjutan dan berdaya tinggi.
Motor arus searah unggul dalam aplikasi yang memerlukan kendali kecepatan presisi atau portabilitas: perangkat bertenaga baterai (mainan, peralatan), kendaraan listrik (desain bersejarah dan beberapa modern, meskipun sekarang banyak yang menggunakan motor AC dengan inverter), robotika, dan peralatan kecil (misalnya, blender, yang mana DC dari adaptor merupakan hal yang umum).

Ringkasan

Motor AC unggul dalam skenario yang terhubung ke jaringan, berdaya tinggi, dan minim perawatan, sementara motor DC unggul dalam aplikasi portabel, berkecepatan variabel, atau bertenaga baterai. Maraknya elektronika daya (misalnya, inverter yang mengubah DC ke AC) telah mengaburkan batasan—kendaraan listrik modern, misalnya, menggunakan motor AC dengan baterai DC—namun perbedaan inti dalam desain dan pengoperasiannya tetap jelas.

Pos Sebelumnya

Mengapa motor ac begitu penting?

Pos Berikutnya

Mengapa motor AC memerlukan kapasitor untuk menyala?