BAB II MOTOR ARUS SEARAH. putaran dari motor. Pada prinsip pengoperasiannya, motor arus searah sangat

Transkripsi

1 BAB II MOTOR ARUS SEARAH II.1 Umum Motor arus searah (motor dc) adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, dimana energi mekanik tersebut berupa putaran dari motor. Pada prinsip pengoperasiannya, motor arus searah sangat identik dengan generator arus searah. Kenyataannya mesin yang bekerja sebagai generator arus searah akan dapat bekerja sebagai motor arus searah. Oleh sebab itu, sebuah mesin arus searah dapat digunakan baik sebagai motor arus searah maupun generator arus searah. Berdasarkan fisiknya motor arus searah secara umum terdiri atas bagian yang diam dan bagian yang berputar. Pada bagian yang diam (stator) merupakan tempat diletakkannya kumparan medan yang berfungsi untuk menghasilkan fluksi magnet sedangkan pada bagian yang berputar (rotor) ditempati oleh rangkaian jangkar seperti kumparan jangkar, komutator dan sikat. Motor arus searah bekerja berdasarkan prinsip interaksi antara dua fluksi magnetik. Dimana kumparan medan akan menghasilkan fluksi magnet yang arahnya dari kutub utara menuju kutub selatan dan kumparan jangkar akan menghasilkan fluksi magnet yang melingkar. Interaksi antara kedua fluksi magnet ini menimbulkan suatu gaya sehingga akan menimbulkan momen puntir atau torsi.

2 Ditinjau dari segi sumber arus penguat medan magnetnya, motor dc dapat dibedakan atas: 1. Motor dc penguatan terpisah, bilamana arus penguat magnet diperoleh dari tegangan diluar motor. 2. Motor dc penguatan sendiri, bilamana arus penguat magnet berasal dari motor itu sendiri. Motor Arus Searah Penguatan Terpisah Penguatan Sendiri Penguatan Shunt Penguatan Seri Penguatan Kompon Panjang Pendek Gambar 2.1. Bagan Motor Arus Searah II.2 Konstruksi Motor Arus Searah Secara umum motor dc terbagi atas dua bagian yaitu bagian yang diam disebut stator dan bagian yang bergerak atau berputar disebut rotor. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 2.2.

3 Gambar 2.2. Konstruksi motor arus searah Ada pun konstruksi dari motor arus searah seperti yang dapat dilihat pada gambar 2.2 diatas berikut penjelasan dari konstruksi motor arus searah : II.2.1 Badan motor Rangka (frame atau yoke) mesin arus searah seperti juga mesin-mesin listrik lainnya secara umum memiliki dua fungsi, yaitu : 1. Merupakan sarana pendukung mekanik untuk mesin secara keseluruhan 2. Untuk membawa fluks magnetik yang dihasilkan oleh kutup-kutup mesin Untuk mesin kecil, dipertimbangkan harga lebih dominan dari pada beratnya, biasanya rangkanya terbuat dari besi tuang (cast iron), tetapi untuk mesin-mesin besar umumnya terbuat dari baja tuang (cast steel) atau lembaran baja (rolled steel). Rangka ini pada bagian dalam dilaminasi untuk mengurangi rugi-rugi inti, selain itu rangka ini juga memiliki permeabilitas yang tinggi disamping kuat secara mekanik. Biasanya pada motor terdapat papan nama (name plate) yang

4 bertuliskan spesifikasi umum atau data-data teknik dari mesin, juga terdapat kotak ujung yang merupakan tempat ujung-ujung belitan penguat medan dan lilitan jangkar. II.2.2 Kutup Medan penguat atau magnet medan terdiri atas inti kutup dan sepatu kutup (Gambar 2.3). Gambar 2.3 Konstruksi kutup dan penempatannya Fungsi dari sepatu kutup adalah : 1. Menyebarkan fluks pada celah udara dan juga karena merupakan bidang lebar maka akan mengurangi reluktansi jalur magnet. 2. Sebagai pendukung secara mekanik untuk kumparan penguat atau kumparan medan Inti kutup terdiri dari lembaran-lembaran besi tuang atau baja tuang. Sepatu kutup dilaminisasi dan dibaut atau dikeling atau (rivet) kerangka mesin. Sebagai mana diketahui bahwa fluks magnet yang terdapat pada motor arus searah dihasilkan oleh kutup-kutup magnet buatan dengan prinsip elektromagnetik. Kumparan penguat atau kumparan kutup terbuat dari kawat tembaga (berbentuk bulat atau strip/persegi) yang dililitkan sedemikian rupa dengan

5 ukuran tertentu. Kumparan penguat medan berfungsi untuk menghasilkan medan magnet untuk terjadinya proses elektromagnetik. II.2.3 Inti jangkar Inti jangkar yang umum digunakan dalam motor arus searah adalah berbentuk silinder yang diberi alur-alur pada permukaanya untuk tempat melilitkan kumparan-kumparan tempat terbentuknya ggl induksi. Inti jangkar yang terbuat dari bahan feromagnetik, dengan maksud agar komponen-komponen (lilitan jangkar) terletak dalam daerah yang induksi medan magnetnya besar supaya ggl induksinya dapat bertambah besar. Seperti halnya inti kutup magnet maka jangkat dibuat dari bahan-bahan berlapis-lapis untuk mengurangi panas yang terbentuk karena adanya arus linier. Gambar 2.4 Inti kutup yang berlapis-lapis Bahan yang digunakan untuk jangkar ini sejenis campuran baja silikon. Pada umumnya alur tidak hanya diisi satu kumparan tetapi disusun secara berlapis. II.2.4 Kumparan jangkar Lilitan jangkar pada motor arus searah berfungsi sebagai tempat terbentuknya ggl induksi.

6 Pada sisi kumparan terdiri dari : 1. Sisi kumparan aktif, yaitu bagian dari kumparan yang terdapat dalam alur jangkar yang merupakan bagian aktif (terjadi ggl induksi sewaktu motor bekerja). Setiap sisi kumparan biasanya terdiri dari beberapa buah kawat. 2. Kepala kumparan, yaitu bagian dari kumparan yang terletak diluar alur, dan berfungsi sebagai penghubung satu sisi kumparan aktif yang lain dari kumparan tersebut. 3. Juluran, yaitu bagian ujung kumparan yang menghubungkan sisi aktif dengan komutator. Gambar 2.5 Kumparan Jangkar II.2.5 Kumparan medan Kumparan medan adalah susunan konduktor yang dibelitkan pada inti kutub. Rangkaian medan yang berfungsi untuk menghasilkan fluksi utama dibentuk dari kumparan pada setiap kutub. Pada aplikasinya rangkaian medan dapat dihubungkan dengan kumparan jangkar baik seri maupun paralel dan juga dihubungkan tersendiri langsung kepada sumber tegangan sesuai dengan jenis penguatan pada motor.

7 Gambar 2.6 Kumparan Medan II.2.6 Komutator Fungsi komutator adalah untuk fasilitas penghubung arus dari konduktor jangkar sebagai penyearah mekanik yang bersama-sama dengan sikat membuat suatu kerja sama yang disebut komutasi agar menghasilkan penyearah yang lebih baik, maka komutator yang digunakan hendaknya dalam jumlah besar. Dalam hal ini setiap belahan (segmen) komutator tidak lagi merupakan bentuk separuh cincin, tetapi sudah berbentuk lempengan-lempengan (segmen komutator). Jikaterjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbultegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehinggamerupakan tegangan bolak-balik.prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet.

8 Gambar 2.7 Komutator II.2.7 Sikat-sikat Sikat-sikat ini (Gambar 2.6) berfungsi sebagi jembatan bagi aliran arus ke kumparan jangkar. Dimana permukaan sikat ditekan ke permukaan segmen komutator untuk menyalurkan arus listrik. Besarnya tekanan pegas dapat diatur sesuai dengan keinginan. Komutator merupakan bagian yang sering dirawat dan dibersihkan karena bagian ini bersinggungan dengan karbon sikat untuk memasukkan arus dari jalajala ke rotor. Karbon sikat dipegang oleh sikat pemegang agar kedudukan sikat arang stabil. Pegas akan menekan karbon sikat sehinga hubungan karbon sikat dengan komutator tidak goyah. Karbon sikat tidak akan memendek karena usia pemakaian dan secara periodik harus diganti dengan karbon sikat yang baru.

9 Gambar 2.8 Sikat-sikat Disamping itu sikat memegang peranan penting untuk terjadinya komutasi. Karbon yang ada diusahakn memiliki konduktifitas yang tinggi untuk mengurangi rugi-rugi listrik agar gesekan antara komutator-komutator dan sikat tidak mengakibatkan arusnya komutator, maka sikat harus lebih lunak dari pada komutator. II.3 Prinsip Kerja Motor Arus Searah Sebuah konduktor yang dialiri arus mempunyai medan magnet disekelilingnya. Pada saat komutator yang dialiri arus listrik ditempatkan pada suatu medan magnet, maka konduktor akan mengalami gaya mekanik seperti diperlihatkan Gambar 2.9 ( a ) ( b ) ( c ) Gambar 2.9 Pengaruh penempatan konduktor berarus dalam medan magnet

10 Gambar 2.9.a menggambarkan sebuah konduktor yang dialiri arus listrik menghasilkan medan magnet disekelilingnya. Arah medan magnet yang dihasilkan oleh konduktor dapat diperoleh dengan menggunakan kaidah tangan kanan. Kuat medan tergantung pada besarnya arus yang mengalir pada konduktor. Gambar 2.9.b menunjukkan sebuah medan magnet yang diakibatkan oleh kutupkutup magnet utara dan selatan. Arah medan magnet adalah dari kutup utara menuju kutup selatan. Pada saat konduktor dengan arah arus menjauhi pembaca dan ditempatkan didalam magnet seragam, maka medan gabungannya akan seperti yang ditunjukkan Gambar 2.9.c. Daerah diatas konduktor, medan yang ditimbulkan konduktor adalah dari kiri ke kanan, atau pada arah yang sama dengan medan utama. Sementara dibawahnya, garis-garis magnet dari konduktor arahnya berlawanan dengan medan utama. Hasilnya adalah memperkuat medan atau menambah kerapatan fluksi diatas konduktor dan melemahkan medan atau mengurangi kerapatan fluksi dibawah konduktor. Dalam keadaan ini, fluksi di daerah diatas konduktor yang kerapatannya bertambah akan mengusahakan gaya kebawah kepada konduktor, untuk mengurangi kerapatannya. Hal ini menyebabkan konduktor mengalami gaya berupa dorongan kearah bawah. Begitu juga halnya bila arus dalam konduktor dibalik. Kerapatan fluksi yang berada dibawah konduktor berkurang sehingga konduktor akan mendapatkan gaya tolak kearah atas. Konduktor yang mengalami arus dalam medan magnet cenderung bergerak tegak lurus terhadap medan.

11 Prinsip kerja sebuah motor arus searah dapat dijelaskan dengan gambar berikut ini : Gambar 2.10 Prinsip perputaran motor dc Pada saat kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan dan merupakan rangkaian tertutup maka mengalirlah arus medan sehingga menghasilkan fluksi magnet yang arahnya dari kutup utara menuju kutub selatan. Selanjutnya ketika kumparan jangkar dihubungkan ke sumber, pada kumparan jangkar mengalir arus jangkar. Arus yang mengalir pada konduktor-konduktor kumparan jangkar menimbulkan fluksimagnet yang melingkar. Fluksi jangkar ini memotong fluksi fluksi dari kedua kutup medan, sehingga menyebabkan perubahan kerapatan fluksi dari medan utama. Hal ini menyebabkan jangkar mengalami gaya sehingga menimbulkan torsi. Gaya yang dihasilkan pada setiap konduktor dari sebuah jangkar, merupakan akibat dari sebuah aksi gabungan medan utama dan medan disekeliling konduktor. Medan disekeliling masing-masing konduktor jangkar tergantung pada besarnya arus jangkar yang mengalir pada konduktor tersebut. Arah gaya ini dapat ditentukan dengan kaidah tangan kiri.

12 Besarnya gaya Lorentz (F) dapat ditulis : F = B.I.L(newton)...(2.1) dimana : F = Gaya lorentz (newton) I= Arus (ampere) L= Panjang penghantar (meter) B= Rapat fluksi (weber/m²) Sedangkan torsi yang dihasilkan motor dapat ditentukan dengan : T = F.r (N-m)...(2.2) Bila torsi yang dihasilkan motor lebih besar daripada torsi beban maka motor akan berputar. Besarnya torsi beban dituliskan dengan : T = K..Ia (N-m)...(2.3)KK = pppp 2ππππ... (2.4) Dimana : T = Torsi (N-m) R = Jari-jari (meter) K = Konstanta (bergantung pada ukuran fisik motor) = Fluksi setiap kutup (weber) Ia = Arus jangkar P = Jumlah kutup Z = Jumlah kuutp ɑ = Cabang parallel

13 II.3.1 Torsi Induksi Apabila kumparan jangkar diletakkan diantara kumparan medan yang mana medan magnetnya homogen, dan kumparan jangkar ini dialiri arus maka timbullah gaya (F) seperti dilihatkan pada gambar 2.7. Gaya ini akan menimbulkan torsi pada rotor. Apabila torsi yang ditimbulkan lebih besar dari torsi beban maka rotor akan berputar. Besarnya torsi yang ditimbulkan adalah : T = F.r.sinα (N-m)...(2.5) Dimana : r = Jari-jari α = Sudut terbentuk antara jari-jari belitan dan gaya dalam satuan derajat. Kalau pada suatu saat kumparan jangkar berada pada kedudukan horizontal (α = 90 ), torsi yang terjadi merupakan penjumlahan dari torsi masingmasing segmen (Gambar 2.8). a. Segmen ab Di segmen ini, arah arus menuju kearah kita dan memotong fluksi dengan arah tegak lurus. Besar gaya yang terjadi: FF aaaa = BB. II. LL. ssssss 90 oo = BB. II. LL (tegak lurus pada I dan B) Torsi yang timbul karena gaya ini adalah:

14 TT aaaa = FF. rr. ssssss αα = BB. II. LL. ssssss 90 oo = BB. II. LL. rr (dengan arah berlawanan putaran jarum jam) b. Segmen bc Di segmen bc, arah arus sejajar dengan arah fluksi, sehingga gaya yang terjadi adalah: FF bbbb = BB. II. LL. ssssss 0 oo = 0 Jadi: TT bbbb = 0 c. Segmen cd Di segmen ini, arah arus menjauhi kita dan memotong fluksi, sehingga gaya yang terjadi adalah: FF cccc = BB. II. LL. ssssss 90 oo = BB. II. LL (tegak lurus pada I dan B) Torsi yang timbul karena gaya ini adalah: TT aaaa = FF. rr. ssssss αα = BB. II. LL. ssssss 90 oo = BB. II. LL. rr (dengan arah arus menuju ke arah kita dan memotong fluksi dengan arah tegak lurus pada arah I dan B). d. Segmen da Di segmen ini, arah arus menuju kearah kita dan memotong fluksi dengan tegak lurus pada arah I dan B. Besar gaya yang terjadi adalah: FF dddd = BB. II. LL. ssssss 0 oo

15 = 0 Jadi:TT dddd = 0 Torsi keseluruhan adalah: TT = TT aaaa + TT bbbb + TT cccc + TT dddd TT = BB. II. LL. rr BB. II. LL. rr + 0 = 2(BB. II. LL. rr) Rumusan ini berlaku untuk kumparan lilitan tunggal dimana jumlah konduktor adalah 2 buah. Untuk torsi yang dibangkitkan oleh suatu konduktor adalah: TT kkkkkkkk = BB. II. LL. rr (N-m)... (2.6) Jika ada a percabangan arus (cabang paralel) pada motor dan total arus jangkar sebesar Ia, maka arus yang mengalir pada suatu konduktor adalah: II = II aa aa Dimana: Sehingga: (A)... (2.7) Dan torsi pada satu konduktor pada motor adalah: TT kkkkkkkk = BB. II. LL. rr II aa aa (N-m)... (2.8) Fluksi per kutub pada motor adalah: = BB. AA pp = BB(2.ππ.rr.LL) PP = 2.ππ.rr.LL.BB PP A p = luas penampang perkutub P = Jumlah kutub TT kkkkkkkk =.PP II aa 2.ππ aa BB. LL. rr =.pp (weber)...(2.9) 2.ππ (N-m)... (2.10)

16 Torsi yang dibangkitkan oleh motor bila jumlah Z konduktor adalah: TT iiiiii = ZZ.PP 2.ππ.aa. II aa (NN mm)... (2.11) Sehingga: Dimana: TT iiiiii = KK.. II aa (NN mm)... (2.12) KK = ZZ.PP 2.ππ.aa...(2.13) II.3.2 Gaya Gerak Listrik (GGL) Lawan Ketika jangkar motor berputar konduktornya juga berputar dan memotong fluksi utama. Sesuai dengan hukum Faraday, akibat gerakan konduktor di dalam suatu medan magnetik maka pada konduktor tersebut akan timbul GGL induksi yang diinduksikan pada konduktor tersebut dimana arahnya berlawanan dengan tegangan yang diberikan pada motor. Karena arahnya berlawanan, maka hal tersebut disebut GGL lawan. Besarnya tegangan yang diinduksikan tersebut sesuai dengan persamaan berikut: EE bb = PP aa ZZ 60 nn. (VVVVVVVV) (2.14) Persamaan tegangan secara umum dapat dituliskan sebagai berikut: EE bb = KK. nn. (VVVVVVVV) (2.15) Dimana: KK = PP.ZZ aa.60 (2.16) II.3.3 Reaksi Jangkar

17 Pengaruh ggm jangkar pada distribusi fluksi medan utama dicelah utara disebut reaksi jangkar. Ggm jangkar akan menghasilkan dua pengaruh yang tidak diinginkan pada fluksi medan utama yaitu : 1. Reduksi jala-jala pada fluksi medan utama masing-masing kutup. 2. Distorsi gelombang fluksi medan utama masing-masing kutup sepanjang celah udara. Reduksi dalam fluksi utama masing-masing kutup mengurangi tegangan utama dan torsi yang dihasilkan, dimana torsi fluksi medan utama mempengaruhi batasan keberhasilan komutasi dalam mesin arus searah. Gambar 2.11.a memperlihatkan jalur fluksi untuk kutup utama dari mesin arus searah dua kutup tanpa beban yaitu tanpa arus jangkar. Bila mesin arus searah dibebani, maka arus akan mengalir didalam kumparan jangkar. Arus ini terlihat dalam Gambar 2.11.b oleh dot pada kutup S (selatan) dan cross pada kutup U (utara). Arus jangkar ini membentuk fluksi jangkar seperti terlihat dalam gambar 2.11.b. Jika mesin arus searah dari Gambar 2.11 bekerja sebagai motor, maka jangkar haruslah berputar berlawanan arah dengan jarum jam, karena kutup U dan S dari medan utama yang harus menarik kutup S dan U yang dihasilkan oleh jangkar. Bidang Netral Magnetis Bidang Netral Magnetis O U S U S Sikat F A O F M ( a ) ( b )

18 ω U S Bidang netral magnetis baru β O FA Bidang netral magnetis lama FM Fr ( c ) Gambar 2.11 Ilustrasi daerah distribusi dari ; (a) Fluksi kutup medan, (b) Fluksi jangkar, (c) Resultan dari kedua fluksi. Dari Gambar 2.11.b menunjukkan juga bagian tengah inti jangkar dan didalam kutup yang berhadapan, jalur fluksi yang dibangkitkan oleh arus jangkar tegak lurus dengan jalur fluksi utama. Dengan kata lain, jalur dari fluksi jangkar ini menyilang jalur fluksi medan utama. Dengan demikian, pengaruh gaya gerak medan mgnet (ggm) jangkar pada medan utama adalah merupakan magnetisasi silang yang disebut fluksi silang. Ketika arus mengalir kedalam jangkar dan kumparan medan, maka distribusi fluksi resultan diperoleh dari penggabungkan dua fluksi. Dimana fluksi reaksi jangkar memperkuat fluksi medan utama disatu bagian dan melemahkan fluksi medan dibagian lain pada kutup utama. Jika tidak ada kejenuhan magnetik, maka jumlah penguatan dan pelemahan dari fluksi medan utama adalah sama dan fluksi resultan perkutup masih tetap tidak berubah dari nilai tanpa bebannya. Secara aktual, kejenuhan magnetik akan terjadi, dan akibatnya efek kekuatan ini lebih kecil dibandingkan dengan efek demagnetisasi dari reaksi jangkar.

19 Masalah kedua akibat adanya reaksi jangkar adalah pelemahan fluksi. Kebanyakan mesin listrik bekerja pada kerapatan fluksi yang dekat dengan titk jenuhnya.pengaruh kejenuhan magnetik pada reduksi fluksi medan utama dapat dijelaskan dengan bantuan Gambar 2.12 pada sisi lain dari sumbu d, ggm resultan adalah ( Fk Fj ) dimana Fk = ggm medan utama. Karena pada lokasi dipermukaan kutup dimana gaya gerak magnet (ggm) rotor menambahkan permukaan kutup dan ggm rotor mengurangi ggm kutup, terdapat penurunan ratarata kerapatan fluks yang lebuh besar, sehingga penjumlahan rata-rata kerapatan fluksi yang terjadi adalah kerapatan fluks kutup yang semakin berkurang. Φ y x z O B B FF Gambar 2.12 Kurva pemagnetan ketika terjadi reaksi jangkar Akibat pelemahan fluksi ini pada motor arus searah efek yang ditimbulkan menjadi lebih serius, dimana pelemahan fluks akan menyebabkan motor arus searah khususnya motor arus searah paralel akan demikian cepatnya hingga tak terkendali.

20 II Mengatasi Masalah Reaksi Jangkar Ada tiga cara untuk mengatasi permasalahan yang timbul akibat reaksi jangkar, yaitu : 1. Pergeseran sikat (Brush shifting) Ide dasarnya adalah memindahkan sikat seirama dengan perpindahan bidang netral untuk menghindari percikkan bunga api yang mungkin timbul. Namun dalam penerapannya hal ini cukup sulit karena jarak perpindahan bidang netralnya sangat ditentukan oleh besarnya beban yang dipikul oleh mesin sehingga sikat harus juga diubah setiap saat, sesuai dengan perubahan jarak perpindahan bidang netral. Selain itu pergeseran sikat ini akan memperburuk melemahnya fluksi akibat reaksi jangkar mesin dapat diperlihatkan Gambar Bidang Netral baru Bidang Netral lama Bidang Netral baru Bidang Netral lama U S U S Sikat Sikat Arah Rotasi Motor Arah Rotasi Motor Γresultan Γrotor Γ resultan Γ rotor Γkutub Γ kutub Gambar Pelemahan ggm akibat pergeseran bidang netral melawan arah putar

21 2. Kutup Bantu (Interpole) Ide dasar dari solusi masalah ini jika nilai tegangan pada kawat-kawat yang sedang melakukan proses komutasi/penyearahan dibuat nol, maka tidak akan mendapat percikkan bunga api pada sikat-sikat mesin tersebut. Untuk itu, kutup bantu (interpole) ini dihubungkan seri terhadap kumparan jangkar dapat diperlihatkan pada Gambar Ketika beban yang dipikul mesin meningkat dan arus jangkarpun meningkat, besarnya perubahan/pergeseran bidang netral meningkat pula. Hal tersebut akan menyebabkan timbulnya tegangan pada konduktor-konduktor yang sedang melakukan komutasi. Pada saat itu juga fluks kutup bantu juga meningkat, menghasilkan tegangan pada konduktor-konduktor tersebut dan berlawanan dengan tegangan yang timbul akibat pergeseran bidang netral. I A - U Jangkar S V T + I A Gambar Kumparan mesin dc yang dilengkapi dengan kutup bantu. 3. Belitan kompensasi (Compensating winding) Untuk kerja motor yang berat maslah pelemahan fluksi menjadi sangat penting. Untuk mengatasi masalah tersebut salah satunya dengan menambah lilitan kompensasi. Belitan kompensasi ini dihubungkan seri terhadap kumparan jangkar, kumparan jangkar ini bertujuan untuk mengurangi penyimpangan yang timbul akibat reaksi jangkar. Fluksi yang ditimbulkan oleh reaksi jangkar

22 diimbangi oleh fluksi belitan kompensasi sehingga bidang netralnya tidak bergeser. II.4 Jenis-Jenis Motor Arus Searah II.4.1Motor Arus Searah Penguatan Bebas Rangkaian ekivalen motor dc penguat bebas Gambar 2.15 Rangkaian ekivalen motor DC penguatan bebas Motor arus searah penguatan bebas adalah motor arus searah yang sumber tegangan penguatannya berasal dari luar motor. Di mana kumparan medan disuplai dari sumber tegangan DC tersendiri. Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan bebas dapat dilihat pada gambar di atas. Dari rangkaian tersebut diperoleh persamaan umum motor DC penguat bebas : VV tt = EE aa + II aa. RR aa (volt)...(2.17) VV ff = II ff. RR ff...(2.18) Dimana: VV tt = Tegangan terminal jangkar motor DC (Volt) II aa = Arus jangkar (Ampere) RR aa = Tahanan jangkar (Ohm) II aa = Arus medan penguatan bebas (Ampere)

23 VV ff = Tegangan medan penguatan bebas (Volt) RR ff = Tahanan medan penguatan bebas (Ohm) EE aa = Gaya gerak listrik motor DC (Volt) II.4.2 Motor Arus Searah Penguatan Sendiri Pada motor arus searah penguatan sendiri ada tiga jenis motor arus searah berdasarkan penguatan medan magnet sendiri, yaitu : 1. Motor Arus Searah Penguatan Shunt Rangkaian ekivalen motor DC penguatan shunt Gambar Rangkaian ekivalen motor DC penguatan shunt Pada motor shunt kumparan jangkar dihubungkan langsung pada terminal sehingga paralel dengan kumparan jangkar. Persamaan umum motor DC penguatan shunt VV tt = EE aa + II aa. RR aa (Volt)... (2.19) VV ssh = VV tt = II ssh. RR ssh (Volt)... (2.20) II LL = II aa + II ssh (Ampere)... (2.21) Dimana: VV tt = Tegangan terminal medan shunt motor DC (Volt) II ssh = Arus kumparan medan shunt (Ampere) RR ssh = Tahanan medan shunt (Ohm) II LL = Arus medan (Ampere)

24 2. Motor Arus Searah Penguatan Seri Rangkaian ekivalen motor DC penguatan seri Gambar Rangkaian ekivalen motor DC penguatan seri Pada motor arus searah penguatan seri, kumparan medan dihubungkan secara seri dengan rangkaian jangkar. Oleh sebab itu arus yang mengalir pada kumparan medan seri sama dengan arus yang mengalir pada kumparan jangkar. Persamaan umum motor DC penguatan seri VV tt = EE aa + II aa (RR aa + RR ss ) (Volt)... (2.22) II aa = ( VV tt EE aa RR aa +RR ss ) (Volt)... (2.23) II aa = II LL (Ampere)... (2.24) Dimana: II ss = Arus kumparan seri (Ampere) RR ss = Tahanan medan seri (Ohm)

25 3. Motor Arus Searah Penguatan Kompon Motor dc yang memililki penguatan medan seri dan medan shunt disebut motor kompon. Pada penguatan seri dengan menambah medan shunt disebut kompon bantu dan sebaliknya, medan seri mengurangi medan shunt disebut motor kompon lawan. Pada motor arus searah penguatan kompon terbagi atas dua bagian, yaitu : a. Motor Arus Searah Penguatan Kompon Panjang Rangkaian ekivalen: (a) Gambar (a) Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon Panjang Lawan (b) (b) Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon Panjang Bantu

26 Persamaan umum: VV tt = EE aa + II aa. (RR ss + RR aa ) (Volt)...(2.25) VV tt = II ssh. RR ssh (Volt)...(2.26) II LL = II ssh + II aa (Ampere)...(2.27) b. Motor Arus Searah Penguatan Kompon Pendek Rangkaian ekivalen: (a) Gambar (a) Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon Pendek Lawan (b) (b) Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon Pendek Bantu

27 Persamaan umum: VV tt = EE aa + II LL. RR ssh + II aa. RR aa (Volt)...(2.28) VV tt = II ssh. RR ssh (Volt)...(2.29) II LL = II aa + II ssh (Volt)...(2.30)