BAB II MOTOR ARUS SEARAH. Tetapi kedua mesin ini memiliki perbedaan yang terletak pada pengkonversian

Transkripsi

1 BAB II MOTOR ARUS SEARAH II.1 UMUM Pd prinsipny, mesin listrik dpt berlku sebgi motor dn genertor. Tetpi kedu mesin ini memiliki perbedn yng terletk pd pengkonversin dyny. Genertor dlh sutu mesin listrik yng mengubh energi meknik menjdi energi listrik. Sedngkn motor dlh sutu mesin listrik yng mengubh energi listrik menjdi energi meknik. Mk dengn memblik genertor rus serh dimn sekrng tegngn sumber dn tegngn jngkr merupkn ggl lwn mk mesin rus serh ini kn berlku sebgi motor. II.2 KONSTRUKSI MOTOR ARUS SEARAH Secr umum mesin rus serh memiliki konstruksi yng terbgi ts du bgin, yitu bgin yng dim yitu sttor dn bgin yng bergerk/berputr yitu rotor. Untuk lebih jelsny, konstruksi motor rus serh dpt diliht pd gmbr dibwh ini. Gmbr 2.1 Konstruksi bgin sttor motor rus serh 6 Universits Sumter Utr

2 Gmbr 2.2 Konstruksi bgin rotor motor rus serh Gmbr 2.3 Konstruksi motor rus serh Konstruksi dsr motor rus serh tersusun dri beberp : 1. Rngk ( Frme ) Rngk motor rus serh berungsi sebgi tempt untuk meletkkn sebgin besr komponen mesin. Untuk itu, rngk hrus di rncng memiliki kekutn meknis yng tinggi untuk mendukung komponen-komponen mesin. Selin sebgi srn pendukung meknis untuk mesin secr keseluruhn, rngk jug berungsi untuk membw luksi mgnetik yng dihsilkn oleh kutub-kutub mesin. Untuk mesin kecil, dimn pertimbngn hrg lebih 7 Universits Sumter Utr

3 dominn dripd bertny, bisny rngkny terbut dri besi tung (cst iron), tetpi untuk mesin-mesin besr pd umumny terbut dri bj tung (cst steel) tu bj lembrn (rolled steel). Rngk ini pd bgin dlm dilminsi untuk mengurngi rugi-rugi inti, selin itu rngk ini jug hrus memiliki permebilits yng tinggi dismping kut secr meknis. 2. Kutub ( Pole ) Mgnet pengut tu mgnet medn terdiri ts inti kutub dn septu kutub. Inti kutub terdiri dri lminsi-lminsi plt bj yng terisolsi stu sm lin dn direktkn bersm-sm kemudin dibut pd rngk. Pd inti kutub ini dibelitkn kumprn medn yng berungsi menghsilkn luksi mgnetik. Sedngkn septu kutub merupkn permukn dri kutub yng berdektn dengn celh udr yng dibut lebih besr dri bdn ini. Lubng But Lminsi Inti Kutub Septu Kutub Gmbr 2.4 Kutub medn Adpun ungsi dri septu kutub dlh: 1. Menyebrkn luks pd celh udr dn jug kren merupkn bidng lebr, mk kn mengurngi reluktnsi jlur mgnet. 2. Sebgi pendukung secr meknis untuk kumprn pengut tu kumprn medn. 8 Universits Sumter Utr

4 Kumprn pengut tu kumprn kutub terbut dri kwt tembg (berbentuk bult tu strip/persegi) yng dililitkn sedemikin rup dengn ukurn tertentu. 3. Kumprn Medn Kumprn medn merupkn susunn konduktor yng terbut dri kwt tembg yng berbentuk bult tupun persegi dn dibelitkn pd inti kutub. Kumprn pd setip kutub dihubungkn secr seri untuk membentuk rngkin medn. Rngkin medn inilh yng berungsi untuk menghsilkn luksi mgnet. Rngkin medn dpt dihubungkn secr seri tupun prlel dengn kumprn jngkr dn jug dpt dihubungkn tersendiri secr lngsung ke sumber tegngn, sesui dengn jenis pengutn pd motor. Bnykny belitn pd setip kutub tergntung hubungn kumprn medn dn kumprn jngkr. 4. Jngkr Jngkr dlh bgin yng berputr pd motor rus serh yng dipsk pd poros dn berputr dintr kutub medn seperti pd gmbr 2.5 berikut: Slot Lminsi Gmbr 2.5 Jngkr Jngkr berputr dintr kutub dri kumprn medn sttor. Jngkr terdiri dri inti, kumprn jngkr dn komuttor. Pd permukn jngkr terdpt 9 Universits Sumter Utr

5 slot-slot tu lur-lur yng menupkn tempt melilitkn kumprn jngkr. Kumprn jngkr bisny berbentuk wound yng diletkkn di slot-slot pd inti. 5. Komuttor Komuttor terbut dri btngn tembg yng dikerskn (droporged) yng diisolsi dengn bhn sejenis mik. Adpun ungsi komuttor ini dlh untuk mengumpulkn rus listrik induksi dri konduktor jngkr dn mengkonversiknny menjdi rus serh mellui sikt. 6. Sikt (Brushes) Sikt terbut dri krbon, grit (grphite), logm grit tu cmpurn krbon-grit yng dilengkpi dengn pegs penekn dn kotk siktny. Besrny teknn pegs dpt ditur sesui keinginn. Permukn sikt ditekn ke permukn segmen komuttor untuk menylurkn rus listrik. Krbon yng d diushkn memiliki konduktivits yng tinggi untuk mengurngi rugi-rugi listrik dn koeisien gesekn yng rendh untuk mengurngi keusn (excessive wer). 7. Kumprn Jngkr Kumprn jngkr (rotor) berbentuk seperti permt. Kumprn jngkr pd motor rus serh berungsi sebgi tempt dibngkitknny ggl induksi. Sedngkn mcm konstruksi kumprn jngkr (rotor) ntr lin: 1. Kumprn jert (lp winding) 2. Kumprn gelombng (wve winding) 3. Kumprn kki ktk (rog-leg winding) 10 Universits Sumter Utr

6 8. Celh Udr Celh udr merupkn rung tu celh ntr permukn jngkr dengn permukn kutub-kutub medn yng menyebbkn jngkr tidk bergesekn dengn kutub-kutub medn. Fungsi dri celh ini dlh sebgi tempt menglirny luksi yng dihsilkn oleh kutub-kutub medn. Celh udr ini diushkn sekecil mungkin, semkin besr celh udr mk kn menghsilkn reluktnsi yng tinggi, tetpi jik semkin kecil celh udr kn menghsilkn reluktnsi yng kecil sehingg dpt meningktkn eisiensi motor. II.3 RANGKAIAN EKIVALEN MOTOR ARUS SEARAH Gmbr 2.6 Rngkin ekivlen motor rus serh Rngkin ekivlen motor rus serh dpt ditunjukkn seperti pd gmbr 2.6. Dri gmbr tersebut, kumprn jngkr dinytkn dengn tegngn sumber E dn thnn R. Rngkin ini sesui dengn prinsip thevenin untuk 11 Universits Sumter Utr

7 semu struktur rotor, termsuk kumprn rotor, hubungn ntr kutub penggntin belitn jik d. Tegngn jtuh pd sikt dinytkn oleh sumber tegngn rendh V brush yng berlwnn dengn lirn rus serh pd motor. Kumprn medn yng kn menghsilkn luksi mgnetik pd motor rus serh dinytkn oleh induktor L F dn thnn R F. Sedngkn thnn terpish R dj sebgi thnn eksternl yng dpt ditur digunkn untuk mengtur besr rus yng menglir dlm kumprn medn. Ad beberp vrisi dn penyederhnn dri rngkin ekivlen motor rus serh yitu: 1. Tegngn jtuh pd sikt sering sngt kecil sekli dri tegngn yng dibngkitkn pd motor. Jdi, jik dlm sutu ksus yng tidk begitu kritis, tegngn jtuh pd sikt dihilngkn tu termsuk dlm thnn R. 2. Thnn dlm dri kumprn medn seringkli distukn dengn thnn vribel sehingg totl thnnny dinytkn oleh R F. 3. Untuk beberp genertor yng memiliki lebih dri stu kumprn medn dpt terliht seperti pd rngkin ekivlen. Tegngn yng di bngkitkn pd motor rus serh dpt dinytkn mellui persmn: E = k.φ.ω.. (2-1) dn besr torsi yng dibngkitkn oleh motor rus serh dlh: T ind = k.φ. I...(2-2) 12 Universits Sumter Utr

8 Kedu persmn ini, yitu persmn hukum tegngn Kircho dri kumprn jngkr dn kurv mgnetissi mesin dlh lt yng penting untuk mengnlis kelkun dn perormnsi motor rus serh. II.4 PRINSIP KERJA MOTOR ARUS SEARAH Apbil sebuh konduktor diliri rus, mk sekeliling konduktor tersebut kn timbul medn listrik dn jiklu konduktor tersebut ditemptkn dlm sutu medn mgnet sergm, mk medn listrik konduktor tersebut kn mempengruhi medn mgnet sergm tdi dn kibtny konduktor tersebut kn menglmi gy. Gmbr 2.7 berikut memperlihtkn pengruh penemptn konduktor berrus dlm medn mgnet sergm. () (b) (c) Gmbr 2.7 Pengruh penemptn konduktor berrus dlm Pd gmbr 2.7 menunjukkn sebuh konduktor yng diliri rus listrik yng rhny menjuhi pengmt menimbulkn medn listrik disekelilingny (dimn rh gris-gris gyny serh dengn rh jrum jm). Arh medn listrik konduktor tersebut dpt ditentukn dengn menggunkn turn sekrup (corkscrew rule). Kut medn listrik yng ditimbulknny tergntung kepd besr rus yng menglir pd konduktor tersebut. Pd gmbr 2.7b menunjukkn du kutub yng berbed polrits ykni kutub utr (U) dn kutub 13 Universits Sumter Utr

9 seltn (S). Kedu kutub menimbulkn medn mgnet sergm yng rhny dri kutub utr menuju kutub seltn. Pd gmbr 2.7c menunujukkn pengruh medn listrik dri konduktor gmbr 2.7 terhdp medn mgnet ntr kutub utr dn kutub seltn (gmbr 2.7b) sehingg menghsilkn bentuk gris medn yng tidk sergm lgi disekitr konduktor tersebut. Derh dits konduktor yng rh rusny menjuhi pengmt (disimbolkn dengn ), menimbulkn medn yng serh dengn gris-gris gy dri medn yng ditimbulkn kedu kutub, ykni dri kiri ke knn dengn demikin besr medn yng terjdi dits konduktor tersebut sling memperbesr. Sedngkn derh di bwh kondukor tersebut memliki kerptn luksi yng kecil oleh gris-gris gy di sekeliling konduktor berlwnn rh dengn gris-gris yng ditimbulkn oleh kedu kutub. Oleh kren itu, kedu gris gy tersebut kn sling memperlemh stu dengn yng linny. Dengn demikin kerptn luksi yng pling tinggi dlh derh dits konduktor tersebut. Oleh kren derh dits konduktor tersebut memiliki kerptn luksi (B) yng besr mk pd konduktor tersebut terjdi gy (sesui dengn kidh tngn kiri yng rh gy tersebut dlh ke bwh) yng mengushkn konduktor tersebut didorong ke bwh untuk mengurngi kerptnny. Begitu pul hlny pbil konduktor tersebut diliri rus yng rhny mendekti/menuju pengmt, kn menimbulkn gris-gris gy yng berlwnn rh jrum jm (sesui dengn turn sekrup). Apbil konduktor tersebut diletkkn pd medn sergm dits mk kibtny derh di bwh konduktor tersebut memiliki kerptn luksi (B) yng lebih besr dibndingkn derh dits konduktor, oleh kren medn di bwh konduktor tersebut sling 14 Universits Sumter Utr

10 memperbesr dengn medn dri kedu kutub. Dengn demikin, pd konduktor tersebut kn menglmi gy yng mendorong konduktor ke ts. Prinsip dsr dits di terpkn pd motor rus serh. Prinsip perputrn motor rus serh dpt dijelskn dri gmbr 2.8 berikut ini: () (b) Gmbr 2.8 Prinsip perputrn motor rus serh Berdsrkn gmbr 2.8 dits, kedu kutub sttor dibelitkn dengn konduktor-konduktor sehingg membentuk kumprn-kumprn yng dinmkn kumprn sttor tu kumprn medn. Mislkn kumprn medn tersebut dihubungkn dengn sutu sumber tegngn, mk pd kumprn medn itu kn menglir rus medn (I ). Kumprn medn yng diliri rus ini rus luksi yng dinmkn luksi sttor. Fluksi ini merupkn medn mgnet yng rhny dri kutub utr menuju kutub seltn (hl ini dpt diliht dengn dny grisgris luksi). Fluksi utm dri sttor ini kn memotong kumprn jngkr sehingg pd kumprn jngkr timbul ggl lwn. Apbil kumprn jngkr merupkm rngkin tertutup mk kn menglir rus yng dinmkn rus jngkr. Dri hukum Lorentz kit kethui bhw pbil sebuh konduktor yng 15 Universits Sumter Utr

11 diliri rus ditemptkn pd sebuh medn mgnet mk pd konduktor tersebut kn timbul gy, mk demikin pul hlny dengn kumprn jngkr. Besr gy ini tergntung dri besr rus yng menglir pd kumprn jngkr dn kerptn luksi (B) dri kedu kutub. Semkin besr luksi yng terimbs pd kumprn jngkr mk rus yng menglir pd kumprn jngkr jug besr, dengn demikin gy yng terjdi pd konduktor jug semkin besr. Pd gmbr 2.8b terliht konduktor yng memiliki rh rus yng menjuhi pengmt (disimbolkn dengn ) dn yng mendekti pengmt (disimbolkn dengn ). Seperti yng telh dikemukkn sebelumny bhw pbil sebuh konduktor yng diliri rus yng rhny menjuhi pengmt dn berd dlm medn mgnet yng sergm mk derh dits konduktor tersebut memiliki rpt luksi yng tinggi sedngkn di bwhny memiliki rpt luksi yng rendh. Sedngkn pbil konduktor diliri rus yng rhny menuju/mendekti pengmt, mk derh dits konduktor memiliki rpt luksi (B) yng rendh dn di bwhny memiliki rpt luksi yng tinggi. Demikin jug hlny yng terjdi pd kumprn jngkr. Pd gmbr 2.8b kumprn jngkr yng rh rusny menjuhi pengmt kn memberikn gy dorong ke bwh seblikny kumprn jngkr yng rh rusny mendekti pengmt kn memberikn gy dorong kets. Gy yng terjdi pd setip kumprn jngkr merupkn hsil interksi ntr rpt luksi utm dengn rus yng menglir pd kumprn jngkr itu sendiri sedngkn rh dri gy ini dpt ditentukn dengn kidh tngn kiri. Jik rus jngkr (I) tegk lurus dengn rh induksi mgnetik (B) mk besr gy yng dihsilkn oleh rus yng menglir pd konduktor jngkr yng ditemptkn dlm sutu medn mgnet dlh: 16 Universits Sumter Utr

12 ( ) F = I l B Newton (2-3) dimn : I = rus jngkr (mpere) l = pnjng konduktor jngkr (meter) B = rpt luksi ( Weber/meter 2 ) Gy yng terjdi pd kumprn jngkr dits menimbulkn torsi induksi yng besrny dlh: T ind = F. r Newton-meter.....(2-4) Apbil hrg F pd persmn 2-3 disubstitusi ke persmn 2-4 mk diperoleh: T ind = I ( l x B ) r...(2-5) dimn r = d/2 Mk, besr torsi keseluruhn yng ditimbulkn oleh jumlh totl konduktor jngkr Z dlh: T ind = Z. I.( l x B ) d/2 Newton-meter... (2-6) Apbil torsi yng dihsilkn motor lebih besr dripd torsi bebn mk motor kn tetp berputr. Bnykny gris luksi yng menembus konduktor jngkr dlh: φ = B.A φ = B....(2-7) Dengn mensubstitusikn persmn 2-6 dn I =.I ke persmn 2-7 sehingg diperoleh: T ind = Z... l. d/2 17 Universits Sumter Utr

13 T ind = Newton-meter.....(2-8) Atu, T ind = k.φ. I Newton-meter......(2-9) Dimn: T ind = torsi induksi (N.m) k = = konstnt I = rus jngkr (Ampere) P Z = jumlh kutub = jumlh totl konduktor jngkr = jlur prlel konduktor jngkr Pd stu kli putrn gy F kn menghsilkn kerj sebesr F.2.r Joule sehingg dy meknik (P m ) yng dibngkitkn oleh jngkr untuk n rpm sebesr: P m = F. 2. r. Wtt...(2-10) P m = (F. r). 2. Dy yng dibngkitkn oleh jngkr motor yng berubh jdi dy meknik jug tergntung dri ggl lwn dn rus jngkr, sehingg dpt dituliskn: E. I = T ind. 2. I Sehingg, T ind = Newton-meter...(2-11) T ind = Newton-meter 18 Universits Sumter Utr

14 Dimn: T ind = torsi induksi (N.m) E I = gy gerk listrik (Volt) = rus jngkr (mpere) = keceptn sudut (rd/detik) Bil kumprn jngkr motor berputr dlm medn mgnet dn memotong luksi utm sesui dengn hokum induksi elektomgnetis mk pd kumprn jngkr kn timbul gy gerk listrik (ggl) induksi rotsi yng rhny sesui dengn kidh tngn knn, dimn rhny berlwnn dengn tegngn yng diberikn ke jngkr tu tegngn terminl. Kren rhny melwn mk ggl induksi ini disebut ggl lwn, yng besrny: e = N Volt...(2-12) dengn, φ = φm sin t e = N Volt e = N.. φ m cos t Volt Besrny ggl induksi mksimum dlm stu belitn dlh: e mks =. φ m Volt Hrg rt-rtny dlh: e r =. e mks Volt e r =.. φ m Volt...(2-13) Pd stu putrn jngkr berkutub du, ggl mellui stu periode. Jik jngkr itu mengdkn n rpm bgi stu periode lmny t, dlh: t = 19 Universits Sumter Utr

15 t = = detik Sedngkn untuk jngkr berkutub P, mk: t = detik...(2-14) Dlm stu periode dillui sudut yng besrny 2 rdil, sehingg: = Jik, E = e r =.. φ m Volt Mk, E = φ m Volt E = 4 φ m Volt E = 4 φ m Volt Jngkr memut N belitn yng terdiri cbng prllel (cbng jngkr) sehingg tip cbng jngkr kn mempunyi buh belitn yng tersmbung seri, sehingg: E = 4 φ m Volt Jik jumlh btng penghntr z, mk N = Mk, E = 4 φ m Volt E = φ m Volt...(2-15) Oleh kren bernili konstn, mk diperoleh: E = k. n. φ m Volt...(2-16) 20 Universits Sumter Utr

16 dimn: E = gy gerk listrik induksi (volt) k = = konstnt n = keceptn putrn (rpm) φ m = luksi setip kutub (weber) II.5 GGL LAWAN DAN TORSI INDUKSI MOTOR ARUS SEARAH Ketik jngkr motor berputr, konduktorny kn memotong luksi utm. Sesui dengn hukum Frdy, kibt putrn jngkr rotor didlm sutu medn mgnetik mk pd kumprnny kn timbul ggl lwn yng rhny bertentngn dengn tegngn wl yng diberikn pd rotor. Besrny tegngn yng dibngkitkn pd kumprn jngkr (N ) dlh: E = N ωr φ sin ωrt...(2-17) Tegngn yng dibngkitkn pd ujung-ujung konduktor kumprn jngkr tersebut merupkn tegngn bolk-blik dengn bentuk gelombng sinusoidl seperti gmbr 2.9 berikut ini. E 0 π 2π ω r t E Gmbr 2.9 Gelombng Tegngn Pd Ujung Konduktor Jngkr Nili rt-rt tegngn yng diberikn berdsrkn gmbr 2.9 dits untuk ω r t dri 0-π pd sikt-sikt dlh: 21 Universits Sumter Utr

17 π 1 E = N ωr φ t π 0 sinω r ( ω t) d r.(2-18) 2 E = N ωr (2-19) π Sutu kumprn jngkr terdiri dri N c -lilitn, pd tip N c -lilitn terdpt Z jumlh konduktor, mk totl jumlh konduktor yng terdpt pd sutu kumprn jngkr yng memiliki N c -lilitn: N = Z...(2-20) 2 Rumus dits berlku untuk kumprn tunggl, sementr kenytnny belitn jngkr motor rus serh memiliki sejumlh kumprn-kumprn. Sebuh mesin memiliki sejumlh Z konduktor dn jlur prlel, mk jumlh konduktor yng terhubung seri dlh Z/, mk persmn 2-20 menjdi: N = Z 2..(2-21) Apbil E dlh tegngn yng dibngkitkn dintr kedu sikt, mk dri persmn 2-19, 2-20 dn 2-21 diperoleh: E = ωr φ = k ω r φ......(2-22) dimn: k =....(2-23) Dri persmn 2-5 torsi yng terjdi pd tip stu konduktor yng terinduksi dpt dituliskn kembli sebgi berikut: T ind = B.I.l.r...(2-24) Oleh kren pd mesin tersebut memiliki jlur prlel (), dengn demikin: T ind BIlr =.(2-25) 22 Universits Sumter Utr

18 Oleh kren totl konduktor yng terhubung seri dlh Z, mk totl torsi induksi mesin dlh: T ind Z.B.Ilr =...(2-26) Fluks per kutubny dlh : φ = B.A p = ( lr) B 2π P mk: P B = φ...(2-27) 2π lr Dengn mensubstitusi persmn 2-26 ke persmn 2-27, mk diperoleh: Z.P T ind = φ I = K φ I...(2-28) 2π II.6 JENIS-JENIS MOTOR ARUS SEARAH Jenis-jenis motor rus serh dibedkn berdsrkn jenis pengutnny, yitu, hubungn rngkin kumprn medn dn kumprn jngkr. Motor rus serh dibedkn ts : 1. Motor rus serh pengutn bebs 2. Motor rus serh pengutn sendiri II.6.1 Motor Arus Serh Pengutn Bebs Motor rus serh pengutn bebs dlh motor rus serh yng pengutnny bersl dri lur motor. Dimn kumprn medn disupli dri sumber tegngn tersendiri. Rngkin ekivlen motor rus serh pengutn bebs dpt diliht pd gmbr Universits Sumter Utr

19 + I I E + V t R - R V - Gmbr 2.10 Rngkin Ekivlen Motor Arus Serh Pengutn Bebs Persmn pd motor rus serh pengutn bebs berdsrkn gmbr 2.10 dlh: V = E + I R...(2-29) t V = I R...(2-30) II.6.2 Motor Arus Serh Pengutn Sendiri Motor rus serh pengutn sendiri dlh motor rus serh yng pengutnny bersl dri motor itu sendiri. Dimn kumprn medn berhubungn lngsung dengn kumprn jngkr. Kumprn medn dpt dihubungkn secr seri dn prlel dengn kumprn jngkr tergntung pd jenis pengutn yng diberikn terhdp motor. Motor rus serh pengutn sendiri terdiri ts: 1. Motor rus serh pengutn seri 2. Motor rus serh pengutn shunt 3. Motor rus serh pengutn kompon pendek 4. Motor rus serh pengutn kompon pnjng 24 Universits Sumter Utr

20 II Motor Arus Serh Pengutn Seri gmbr Rngkin ekivlen motor rus serh pengutn seri ditunjukkn pd + R IL=I=I E + V t R - - Gmbr 2.11 Rngkin Ekivlen Motor Arus Serh Pengutn Seri Pd motor rus serh pengutn seri, kumprn medn (R ) dihubungkn secr seri dengn kumprn jngkr (R). Oleh sebb itu, rus yng menglir pd kumprn medn seri sm dengn rus yng menglir pd kumprn jngkr. Persmn pd motor rus serh pengutn seri berdsrkn gmbr 2.11 dlh: t ( R R ) V = E + I +...(2-31) I = I = I...(2-32) L II Motor Arus Serh Pengutn Shunt gmbr 2.12 Rngkin ekivlen motor rus serh pengutn shunt ditunjukkn pd + I L I V t I R R + E - - Gmbr 2.12 Rngkin Ekivlen Motor Arus Serh Pengutn Shunt 25 Universits Sumter Utr

21 Pd motor shunt kumprn medn (R ) dihubungkn secr prlel dengn kumprn jngkr (R ). Persmn pd motor rus serh pengutn shunt berdsrkn gmbr 2.12 dlh: V = E + I R (2-33) t I = Vt R (2-34) I = I + I (2-35) L II Motor Arus Serh Pengutn Kompon Pendek Pd motor rus serh pengutn kompon pendek kumprn medn (R ) dihubungkn seri dn prlel terhdp rngkin jngkr (R ). Rngkin ekivlen motor rus serh pengutn kompon pendek dlh seperti gmbr Rs IL=Is I I + V t R R E - - Gmbr 2.13 Rngkin Ekivlen Motor Arus Serh Pengutn Kompon Pendek Dri gmbr 2.13 dits, persmn motor rus serh pengutn kompon pendek dlh: V = E + I R + I R (2-36) t s s I = I = I + I..(2-37) L s I V I R t s s = (2-38) R 26 Universits Sumter Utr

22 II Motor Arus Serh Pengutn Kompon Pnjng Rngkin ekivlen motor rus serh pengutn kompon pnjng ditunjukkn pd gmbr IL Rs I I + V t R R E - - Gmbr 2.14 Rngkin Ekivlen Motor Arus Serh Pengutn Kompon Pnjng Pd motor rus serh pengutn kompon pnjng kumprn mednny jug dihubungkn seri dn prlel terhdp rngkin jngkr. Persmn pd motor rus serh pengutn pnjng berdsrkn gmbr 2.14 dlh: V = E + I R + I R...(2-39) t s I = I + I...(2-40) L Vt I = R.....(2-41) Motor kompon menggbungkn krkteristik kerj motor shunt dn seri. Motor tersebut memiliki putrn tnp bebn tertentu, sehingg dpt diopersikn tnp bebn dengn mn. Jik bebn bertmbh, kenikn luksi medn menyebbkn putrn lebih bnyk berkurng dripd putrn motor shunt. Oleh kren itu, pengturn motor kompon kurng bik jik dibndingkn dengn motor shunt. 27 Universits Sumter Utr

23 II.7 REAKSI JANGKAR Reksi jngkr merupkn pengruh medn mgnet yng disebbkn oleh menglirny rus jngkr, dimn jngkr tersebut berd didlm medn mgnet. Reksi jngkr menyebbkn terjdi du hl, yitu: 1. Demgnetissi tu penurunn kerptn luksi medn utm 2. Mgnetissi silng Apbil kumprn medn diliri oleh rus listrik tetpi kumprn jngkr tidk diliri oleh rus, mk dengn mengbikn pengruh celh udr, jlur luksi idel untuk kutub utm dri motor rus serh 2 kutub, bersl dri kutub utr menuju kutub seltn. Gmbr 2.15 dlh luksi yng dihsilkn oleh kumprn medn. Bidng Netrl Mgnetis U S Sikt O F M Gmbr 2.15 Fluksi yng dihsilkn oleh kumprn medn Dri gmbr 2.15 dits dpt dijelskn bhw: Fluksi didistribusikn simetris terhdp bidng netrl mgnetis. Sikt ditemptkn berteptn dengn bidng netrl mgnetis. Bidng netrl mgnetis dideenisikn sebgi bidng didlm motor dimn konduktor bergerk sejjr dengn gris gy mgnet, sehingg gy gerk listrik induksi konduktor pd bidng tersebut dlj nol. Seperti yng 28 Universits Sumter Utr

24 terliht pd gmbr 2.15, sikt sellu ditemptkn disepnjng bidng netrl mgnetis, oleh kren itu bidng mgnetis jug disebut sebgi sumbu komutsi kren pemblikn rh rus jngkr berd pd bidng tersebut. Vektor O FM mewkili besr dn rh dri luksi medn utm, dimn vektor ini tegk lurus terhdp bidng netrl mgnetis. Sewktu hny konduktor jngkr sj yng diliri rus listrik sementr kumprn medn tidk dieksitsi, mk di sekeliling konduktor jngkr timbul ggm tu luksi. Gmbrn rh gris gy mgnet ditunjukkn pd gmbr Bidng Netrl Mgnetis O U S F A Gmbr 2.16 Fluksi yng dihsilkn kumprn jngkr Penentun rh dri gris gy mgnet yng dikibtkn oleh rus jngkr ditentukn dengn turn sekrup (corck-screw rule). Besr dn rh gris gy mgnet tersebut diwkili oleh vektor OF A yng sejjr dengn bidng netrl mgnetis. Pd prktekny, sewktu mesin beropersi mk konduktor jngkr dn konduktor medn sm-sm diliri oleh rus listrik, distribusi luksi resultn diperoleh dri interksi dri kedu luksi tersebut. Akibtny, distribusi luksi medn utm yng mellui jngkr tidk lgi simetris tetpi sudh menglmi pembelokn st mendekti konduktor jngkr yng diliri rus tersebut. Gmbr 2.17 dlh pembelokn luksi yng terjdi kren interksi luksi medn dn luksi jngkr. 29 Universits Sumter Utr

25 ω U S Bidng netrl mgnetis bru β O F A F F M Bidng netrl mgnetis lm Gmbr 2.17 Pembelokn luksi kren interksi luksi medn dn luksi jngkr Fluksi yng dihsilkn oleh gy gerk mgnet (ggm) jngkr menentng luksi medn utm pd setengh bgin dri slh stu kutubny dn memperkut luksi medn utm pd setengh bgin yng lin. Hl ini jels kn menyebbkn penurunn kerptn luksi pd setengh bgin dri slh stu kutubny dn terjdi kenikn pd setengh bgin yng lin dikutub yng sm. Eek dri intensits medn mgnet tu lintsn luksi pd jngkr yng memotong lintsn luksi medn utm ini disebut sebgi reksi jngkr mgnetissi silng (cross-mgnetiztion).mgnetissi-silng ini jug menyebbkn pergesern bidng netrl. Pd gmbr 2.17 terliht bhw vektor OF merupkn resultn vektor OF A dn vektor OF M, sert posisi bidng netrl mgnetis yng bru, dimn sellu tegk lurus terhdp vektor OF. Bidng netrl mgnetis motor yng bru bergeser sejuh β kren pd posisi netrl mgnetis ini sellu tegk lurus terhdp vektor OF. Dengn pergesern bidng netrl ini mk sikt jug kn bergeser sejuh pergesern bidng netrl mgnetis. Hl ini dpt menimbulkn bung pi di segmen komuttor dengn sikt. 30 Universits Sumter Utr

26 II.8 ALIRAN DAYA DAN RUGI-RUGI DAYA Pd semu mesin listrik, dy msukn sellu lebih besr dripd dy kelurn. Perbedn ntr dy msukn dn kelurn disebut dengn rugi-rugi dy (losses). Rugi-rugi pd motor rus serh perlu diperhtikn kren rugirugi tersebut menimbulkn pns pd mesin sehingg dpt menikkn tempertur mesin. Semkin besr rugi-rugi dyny mk semkin besr pul suhu yng nik dimn hl ini dpt merusk isolsi pd mesin. Selin itu, rugirugi jug mempengruhi eisiensi dri motor rus serh, kren losses mempengruhi hrg dy kelurn motor. Secr umum rugi-rugi pd motor rus serh terdiri dri 2 bgin, yitu: 1. Rugi-rugi elektrik. Rugi-rugi tembg (P t ) Rugi-rugi tembg dlh rugi-rugi yng terjdi pd belitn jngkr dn medn. Besr rugi-rugi jngkr: P 2 = I R...(2-42) sementr besr rugi-rugi medn: P 2 = I R...(2-43) b. Rugi-rugi inti (P i ) Rugi-rugi inti terdiri ts rugi-rugi histeresis dn rugi-rugi rus eddy (eddy current losses). c. Rugi-rugi but (P b ) Ketik motor dibebni, rus bebn kn menghsilkn gy gerk mgnet yng cukup besr untuk mengubh kerptn luksi celhudr. Hl ini kn menimbulkn kenikn pd rugi-rugi besi. 31 Universits Sumter Utr

27 Pertmbhn rugi-rugi besi tersebut disebbkn oleh distorsi tu cct pd distribusi luksi medn utm, ditmbh dengn kenikn rugi-rugi tembg. Hl inilh yng disebut dengn rugirugi but (stry lod loss). Rugi-rugi but tidk dpt ditentukn dengn kurt, oleh kren itu rugi-rugi ini dinggp sellu 1% dri dy kelurn mesin. d. Rugi-rugi pd sikt Rugi-rugi sikt dlh dy yng hilng pd sikt penyerh, kren jtuh tegngn pd kontk sikt tersebut, yng besrny dlh: P = V I...(2-44) BD BD 2. Rugi-rugi meknis (P m ) Rugi-rugi meknis dlh rugi-rugi yng disebbkn oleh eek meknis. Rugi-rugi ini terdiri dri rugi-rugi gesekn dn rugi-rugi ngin. Berikut ini dlh gmbr lirn dy yng terdpt pd motor rus serh pengutn shunt. P out P = V I in t L P j = V I in t P = E I e P b P m P = I 2 R P = I 2 R P = V BD BD I P i Merupkn rugi- rugi tnp bebn, bisny disumsikn 3%- 6% dy kelurn Gmbr 2.18 Alirn dy motor rus serh pengutn shunt 32 Universits Sumter Utr