BAB II MOTOR ARUS SEARAH

Transkripsi

1 BAB II MOTOR ARUS SEARAH II.1 Umum Motor arus searah (motor DC) adalah mesin yang merubah energi listrik arus searah menjadi energi mekanis yang berupa putaran. Hampir pada semua prinsip pengoperasiannya, motor arus searah sangat identik dengan generator arus searah. Kenyataannya mesin yang bekerja baik sebagai generator DC akan bekerja baik pula sebagai motor DC. Oleh sebab itu sebuah mesin arus searah dapat digunakan baik sebagai motor arus searah maupun generator arus searah. Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energy listrik menjadi energy mekanik. Energy mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakkan kompresor, mengangkat bahan, dan lain lain. Motor listrik digunakan juga dirumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan industry. Motor listrik kadangkala disebut kuda kerja nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. Motor arus searah memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan energi medan untuk diubah menjadi mekanik. Kumparan medan pada motor arus searah disebut stator (bagian yang tidak berputar), dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada

2 setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak balik. Prinsip kerja dari generator arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkaryang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas diantara kutub-kutub magnet permanen. Gambar 2.1 Motor DC Sederhana Catu tegangan DC dari baterai menuju kelilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar diantara medan magnet.

3 II.2 Konstruksi Motor Arus Searah Gambar di bawah ini merupakan konstruksi motor arus searah. Gambar 2.2 (a) Konstruksi Motor Arus Searah Gambar 2.2 (b) Konstruksi Motor Arus Searah Bagian Stator Gambar 2.2 (c) Konstruksi Motor Arus Searah Bagian Rotor

4 Keterangan dari gambar di atas adalah: 1. Badan motar (Rangka) Rangka (frame atau yoke) mesin arus searah seperti juga mesin-mesin listrik lainnya secara umum memiliki dua fungsi, yaitu: i. Merupakan sarana pendukung mekanik untuk mesin secara keseluruhan. ii. Untuk membawa fluks magnetic yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet. Untuk mesin kecil, dipertimbangan 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 harus memiliki permeabilitas yang tinggi, disamping kuat secara mekanik. Biasanya pada motor terdapat papan nama (name plate) yang bertuliskan spesifikasi umum atau data-data teknik dari mesin, juga terdapat kotak ujung yang merupakan tempat-tempat ujung-ujung belitan penguat medan dan lilitan jangkar. 2. Kutub (gambar II.3) Medan penguat atau magnet medan terdiri atas inti kutub dan sepatu kutub

5 Gambar 2.3 Konstruksi Kutub dan Penempatannya Adapun fungsi dari sepatu kutub adalah: Menyebarkan fluks pada celah udara dan juga karena merupakan bidang lebar maka akan mengurangi reluktansi jalur magnet. Sebagai pendukung secara mekanik untuk kumparan penguat atau kumparan medan. Inti kutub terbuat lembaran-lembaran besi tuang atau baja tuang. Sepatu kutub dilaminasi dan dibuat atau dikeling (rivet) ke rangka mesin. Sebagaimana diketahui bahwa fluks magnet yang terdapat pada motor arus searah dihasilkan oleh kutubkutub magnet buatan dengan prinsip elektromagnetik. Kumparan penguat atau kumparan kutub terbuat dari kawat tembaga (berbentuk bulat atau strip/persegi) yang dililitkan sedemikian rupa dengan ukuran tertentu. Kumparan penguat medan berfungsi untuk mengalirkan arus listrik untuk terjadinya proses elektromagnetik. 3. Inti Jangkar Inti jangkar yang umum digunakan dalam motor arus searah adalah berbentuk silinder yang diberi alur-alur pada permukaannya untuk tempat melilitkan kumparankumparan tempat terbentuknya GGL induksi. Inti jangkar yang terbuat dari bahan

6 ferromagnetik, dengan meksud agar komponen-komponen (lilitan jangkar) terletak dalam daerah yang induksi magnetnya besar, supaya ggl induksi dapat bertambah besar. Seperti halnya inti kutub magnet maka jangkar dibuat dari bahan berlapis- lapis tipis untuk mengurangi panas yang terbentuk karena adanya arus linier ditunjukkan pada gambar 2.4 Gambar 2.4 Inti Jangkar Yang Berlapis-Lapis Bahan yang digunakan untuk jangkar ini sejenis campuran baja silikon. Pada umumnya alur tidak hanya diisi satu kumparan yang tersusun secara berlapis. 4. Kumparan Jangkar Kumparan jangkar pada motor arus searah berfungsi tempat terbentuknya ggl induksi. 5. Kumparan Medan Fungsi kumparan medan ini adalah untuk membangkitkan fluksi yang akan dipotong oleh konduktor jangkar.

7 6. komutator Fungsi komutator untuk fasilitas penghubung arus dari konduktor jangkar, sebagai penyearah mekanik, yang bersama-sama dengan sikat membuat sesuatu kerjasama yang disebut komutasi. Agar menghasilkan penyearah yang lebih baik, maka komutator yang digunakan hendaknya dalam jumlah yang besar. Dalam hal ini setiap bahan (segmen) komutator tidak lagi merupakan bentuk separoh cincin, tetapi sudah berbentuk lempengan-lempengan (segmen komutator) terdapat bahan isolasi (gambar 2.5) Gambar 2.5 Komutator 7. Sikat-Sikat Sikat-sikat ini berfungsi sebagai 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. Disamping itu sikat memegang peranan penting untuk terjadinya komutasi. Karbon yang ada diusahakan memiliki konduktivitas yang tinggi untuk mengurangi

8 rugi-rugi listrik. Agar gesekan antar 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 konduktor yang dialiri arus listrik yang ditempatkan pada suatu medan magnet maka konduktor akan mengalami gaya mekanik, separti diperlihatkan pada gambar: (a) (b) (c) Gambar 2.6 Pengaruh Penempatan Konduktor Berarus Dalam Medan Magnet Pada gambar 2.6.(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. Sedangkan gambar 2.6.(b) menunjukkan sebuah medan magnet yang diabaikan oleh

9 kutub-kutub magnet utara dan selatan. Arah medan magnet adalah dari kutub utara menuju kutub selatan. Pada saat konduktor dengan arah arus menjauhi pembaca ditempatkan didalam medan magnet seragam, maka medan gabungannya akan seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.6.(c) daerah di atas konduktor, medan yang ditimbulkan konduktor adalah dari kiri ke kanan, atau pada arah yang sama dengan medan utama. Hasilnya adalah memperkuat medan atau menambah kerapatan fluksi di atas konduktor dan melemahkan medan atau mengurangi kerapatan fluksi di bawah konduktor. Dalam keadaan ini, fluksi di daerah di atas konduktor yang kerapatannya bertambah akan mengusahakan gaya ke bawah kepada konduktor, untuk mengurangi kerapatannya. Hal ini menyebabkan konduktor mengalami gaya berupa dorongan ke arah bawah. Begitu juga halnya jika arah arus dalam konduktor dibalik. Kerapatan fluksi yang berada di bawah konduktor akan bertambah sedangkan kerapatan fluksi di atas konduktor berkurang. Sehingga konduktor akan mendapatkan gaya tolak kea rah atas. Konduktor yang mengalirkan arus dalam medan magnet cenderung bergerak tegak lurus terhadap medan. Prinsip kerja sebuah motor arus searah dapat dijelaskan dengan gambar berikut ini.

10 Gambar 2.7 Prinsip Perputaran Motor DC Pada saat kumparan medan dihubungkan dengan sumber tegangan, mengalir arus medan pada kumparan medan karena rangkaian tertutup sehingga menghasilkan fluksi magnet yang arahnya dari kutup utara menuju kutup selatan. Selanjutnya ketika kumparan jangkar dihubungkan kesumber tegangan, pada kumparan jangkar mengalir arus jangkar. Arus yang mengalir pada konduktorkonduktor kumparan jangkar menimbulkan fluksi magnet yang melingkar. Fluksi jangkar ini memotong fluksi dari kutub 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 aksi gabungan medan utama dan medan disekeliling konduktor. Gaya yang dihasilkan berbanding lurus dengan besar fluksi medan utama dan kuat medan di sekeliling konduktor. medan di sekeliling masing-masing konduktor jangkar tergantung pada besarnya arus jangkar yang mengalir pada konduktor tersebut. Arah gaya ini dapat ditentukan dengan kaidah tangan kiri.

11 Gambar 2.8. Aturan Tangan Kiri Untuk Prinsip Kerja Motor dc. Jika arus jangkar (I) tegak lurus dengan arah induksi magnetik (B) maka besar gaya yang dihasilkan oleh arus yang mengalir pada konduktor jangkar yang ditempatkan dalam suatu medan magnet adalah : F = B. I. l newton... (2.1) Dimana : F I = Gaya lorenz (Newton) = Arus yang mengalir pada konduktor jangkar (Ampere) B = Kerapatan fluksi (Weber/m 2 ) l = Panjang konduktor jangkar (m) Sedangkan torsi yang dihasilkan motor dapat ditentukan dengan: T = F.r... (2.2) Bila torsi yang dihasilkan motor lebih besar dari pada torsi beban maka motor akan berputar. Besarnya torsi beban dapat dituliskan dengan:... (2.3)

12 .(2.4) Dimana : T = torsi (N-m) r = jari-jari rotor (m) K = konstanta (bergantung pada ukuran fisik motor) = fluksi setiap kutub = arus jangkar (A) P = jumlah kutub z = jumlah konduktor a = cabang pararel II..4 Reaksi Jangkar Reaksi jangkar merupakan pengaruh medan magnet yang disebabkan oleh mengalirnya arus pada jangkar, di mana jangkar tersebut berada di dalam medan magnet. Reaksi jangkar menyebabkan terjadinya 2 hal, yaitu : 1. Demagnetisasi atau penurunan kerapatan fluksi medan utama. 2. Magnetisasi silang. Apabila kumparan medan dialiri oleh arus tetapi kumparan jangkar tidak dialiri oleh arus, maka dengan mengabaikan pengaruh celah udara, jalur fluksi ideal untuk kutub utama dari motor arus searah dua kutub, berasal dari kutub utara menuju kutub selatan seperti pada gambar 2.9 berikut ini :

13 Bidang Netral Magnetis U S Sikat O F M Gambar 2.9 Fluksi Yang Dihasilkan Oleh Kumparan Medan Dari gambar 2.9 dapat dijelaskan bahwa : Fluksi didistribusikan simetris terhadap bidang netral magnetis. Sikat ditempatkan bertepatan dengan bidang netral magnetis. Bidang netral magnetis didefinisikan sebagai bidang di dalam motor di mana konduktor bergerak sejajar dengan garis gaya magnet sehingga gaya gerak listrik induksi konduktor pada bidang tersebut adalah nol. Seperti yang terlihat dari gambar 2.11 sikat selalu ditempatkan di sepanjang bidang netral magnetis. Oleh karena itu, bidang netral magnetis juga disebut sebagai sumbu komutasi karena pembalikan arah arus jangkar berada pada bidang tersebut. Vektor OF M mewakili besar dan arah dari fluksi medan utama, di mana vektor ini tegak lurus terhadap bidang netral magnetis. Sewaktu hanya konduktor jangkar saja yang dialiri oleh arus listrik sementara kumparan medan tidak dieksitasi, maka disekeliling konduktor jangkar timbul ggm atau fluksi. Gambaran arah garis gaya magnet ditunjukkan pada gambar 2.10 berikut ini :

14 Bidang Netral Magnetis O U S F A Gambar 2.10 Fluksi Yang Dihasilkan Oleh Kumparan Jangkar Penentuan arah dari garis gaya magnet yang diakibatkan oleh arus jangkar ditentukan dengan aturan putaran sekrup (cork-screw rule). Besar dan arah garis gaya magnet tersebut diwakili oleh vektor OF A yang sejajar dengan bidang netral magnetis. Pada prakteknya, sewaktu mesin beroperasi maka konduktor jangkar dan konduktor medan sama- sama dialiri oleh arus listrik, distribusi fluksi resultan diperoleh dari menggabungkan kedua fluksi tersebut. Oleh karena itu distribusi fluksi medan utama yang melalui jangkar tidak lagi simetris tetapi sudah mengalami pembelokan saat mendekati konduktor yang dialiri arus tersebut. Hal tersebut dikarenakan pengaruh fluksi jangkar yang dapat dilihat dari gambar 2.11 berikut ini ω U S β Bidang netral magnetis lama Bidang netral magnetis baru O FA Gambar 2.11 Hasil Kombinasi Antara Fluksi Medan dan Fluksi Jangkar FM Fr Fluksi yang dihasilkan oleh gaya gerak magnet (ggm) jangkar menentang fluksi medan utama pada setengah bagian dari salah satu kutubnya dan memperkuat

15 fluksi medan utama pada setengah bagian yang lain. Hal ini jelas akan menyebabkan penurunan kerapatan fluksi pada setengah bagian dari salah satu kutubnya dan terjadi kenaikan pada setengah bagian yang lain di kutub yang sama. Efek dari intensitas medan magnet atau lintasan fluksi pada jangkar yang memotong lintasan fluksi medan utama ini disebut sebagai reaksi jangkar magnetisasi-silang (crossmagnetization). Magnetisasi-silang ini juga menyebabkan pergeseran bidang netral. Pada Gambar 2.11 terlihat bahwa vektor OFr merupakan resultan vektor OF A dan OF M, serta posisi bidang netral magnetis yang baru, di mana selalu tegak lurus terhadap vektor OFr. Bidang netral magnetis motor yang baru bergeser sejauh β karena posisi bidang netral magnetis ini selalu tegak lurus terhadap vektor OF. Dengan pergeseran bidang netral ini maka sikat juga akan bergeser sejauh pergeseran bidang netral magnetis. Hal ini dapat menimbulkan bunga api di segmen komutator dekat sikat. Kebanyakan mesin listrik bekerja pada kerapatan fluksi yang dekat dengan titik jenuhnya, sehingga dapat menimbulkan kejenuhan magnetik. Pengaruh kejenuhan magnetik terhadap fluksi medan utama dapat dijelaskan dengan bantuan gambar 2.12 sebagai berikut:

16 Φ y x z O B B gg Gambar 2.12 Kurva Pemagnetan Saat Terjadi Reaksi Jangkar Misalkan fluks sebesar Ox adalah fluksi dihasilkan medan utama tanpa dipengaruh reaksi jangkar. Misalkan pula dengan adanya reaksi jangkar pertambahanpengurangan kuat medan magnet (ggm) yang terjadi pada kutub medan sebesar B ampere-lilitan. Pada lokasi di permukaan kutub di mana gaya gerak magnet (ggm) rotor menambahkan ggm kutub terjadi penambahan kerapatan fluks sebesar xy. Sedangkan pada lokasi permukaan kutub di mana ggm rotor mengeliminir ggm kutub terjadi penurunan kerapatan fluksi sebesar xz, di mana harga xz lebih besar dari pada xy. Oleh karena itu, penjumlahan rata-rata kerapatan fluks yang terjadi adalah kerapatan fluks kutub yang semakin berkurang. Hal inilah yang disebut sebagai efek demagnetisasi reaksi jangkar dan perlu dicatat bahwa demagnetisasi timbul hanya karena adanya saturasi magnetik. Untuk mengatasi reaksi jangkar ada tiga cara yang dapat dilakukan, yaitu :

17 II.4.1 Pergeseran Sikat (Brush Shifting) Ide dasarnya adalah dengan memindahkan sikat seirama dengan perpindahan bidang netral untuk menghindari percikan bunga api yang timbul. Namun dalam penerapannya hal ini cukup sulit karena jarak perpindahan bidang netralnya sangat ditentukan oleh besarnya beban yang dipikul, maka jarak perpindahan bidang netralnya pun berpindah, sehingga sikat harus juga diubah setiap saat, seirama dengan perubahan jarak perpindahan bidang netral. Selain itu pergeseran sikat akan memperburuk melemahnya fluks akibat reaksi jangkar mesin, selain dengan metode ini mesin arus searah tidak dimungkinkan untuk bekerja sebagai generator (akan menimbulkan percikan api yang lebih besar), dan sangat tidak ekonomis terutama untuk mesin-mesin berukuran kecil. Adapun efek diperburuknya fluks akibat reaksi jangkar dapat dilihat pada Gambar 2.13 berikut ini. Pada gambar 2.13 (a) diperlihatkan kondisi ketika bidang netral mesin bergeser (lihat gambar segitiga ggm-nya), sedangkan pada gambar 2.13 (b) terlihat bidang netral yang bergeser disertai dengan bergesernya sikat mesin. Akibat pergeseran tersebut (lihat gambar segitiga ggm-nya), terlihat ggm resultannya melemah sedemikian rupa. Bidang Netral baru Bidang Netral lama Bidang Netral baru Bidang Netral lama U S U S Sikat Sikat Arah Rotasi Motor Arah Rotasi Motor

18 Γresultan Γrotor Γ resultan Γ rotor Γkutub Γ kutub (a) (b) Gambar 2.13 Pelemahan Ggm Akibat Pergeseran Bidang Netral II.4.2 Penambahan kutub bantu (interpole) Ide dasar penambahan kutub bantu (interpole) yaitu jika tegangan pada kawatkawat yang sedang melakukan proses komutasi penyearahan dibuat nol, maka tidak akan terdapat percikan bunga api pada sikat-sikat mesin tersebut. Untuk itu, kutubkutub kecil yang disebut kutub komutasi ditempatkan ditengah-tengah diantara kutub-kutub utama. Interpole ini dihubungkan seri terhadap kumparan rotor. Sehingga dengan adanya fluks dari interpole ini akan dapat mencegah/mengurangi adanya tegangan yang muncul pada kawat-kawat yang sedang melakukan proses komutasi. Ketika beban yang dipikul mesin meningkat dan arus rotor pun meningkat, besarnya perubahan/ pergeseran bidang netral meningkat pula. Hal tersebut akan menyebabkan timbulnya tegangan pada konduktor-konduktor yang sedang melakukan komutasi. Pada saat itu fluks interpole juga meningkat, menghasilkan tegangan pada konduktor-konduktor tersebut dan berlawanan dengan tegangan yang timbul akibat pergeseran bidang netral.

19 I A - U Jangkar S V T + I A Gambar 2.14 Motor DC yang Dilengkapi Dengan Kutub Bantu II.4.3 Belitan Kompensasi (Compensating Windings) Belitan kompensasi ini dihubungkan seri terhadap kumparan, rotor belitan ini bertujuan untuk mengurangi penyimpangan yang timbul akibat reaksi jangkar. Fluks yang ditimbulkan oleh reaksi jangkar diimbangi oleh fluks yang ditimbulkan oleh belitan kompensasi yang besarnya sama dan berlawanan. Ketika beban berubah, maka reaksi jangkar yang berubah akan selalu diimbangi oleh fluks belitan kompensasi, sehingga bidang netralnya tidak bergeser. Teknik ini memiliki kelemahan karena mahal harganya, dan juga masih memerlukan interpole untuk mengatasi tegangan yang tidak dapat diatasi oleh belitan kompensasi. Karenanya teknik ini digunakan untuk motor-motor yang bekerja ekstra berat, dimana pelemahan fluks akan menjadi masalah yang serius. II.5 GGL Lawan Pada Motor Arus Searah Ketika jangkar motor berputar konduktornya juga berputar dan memotong fluksi utama. Sesuai dengan hukum faraday, akibat gerakan konduktor di dalam suatu

20 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 melawan, maka hal tersebut disebut GGL lawan. Besarnya tegangan yang diinduksikan tersebut sesuai dengan persamaan berikut:...(2.5) Persamaan tegangan secara umum dapat ditulis sebagai berikut: Dimana:...(2.6)...(2.7) II.6 Jenis-Jenis Motor Arus Searah Jenis-jenis motor arus searah dapat dibedakan berdasarkan jenis penguatannya, yaitu hubungan rangkaian kumparan medan dengan kumparan jangkar. Sehingga motor arus searah dibedakan menjadi : II.6.1 Motor Arus Searah 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 bawah ini:

21 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan bebas Gambar 2.15 Motor Arus Searah Penguatan Bebas Persaman umum motor arus searah penguatan bebas... (2.8)...(2.9) Dimana: = tegangan terminal jangkar motor arus searah (volt) = arus jangkar (Amp) = tahanan jangkar (ohm) = arus medan penguatan bebas (amp) = tahanan medan penguatan bebas (ohm) = tegangan terminal medan penguatan bebas (volt) = gaya gerak listrik motor arus searah (volt) Umumnya jatuh tegangan pada sikat relatif kecil sehingga besarnya dapat diabaikan. Dan untuk rumus selanjutnya V sikat ini diabaikan.

22 II.6.2 Motor Arus Searah Penguatan Sendiri Motor arus searah penguatan sendiri dibagi atas tiga yaitu: II Motor Arus Searah Penguatan Shunt Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan shunt Gambar 2.16 Motor Arus Searah Penguatan Shunt Persamaan umum motor arus searah penguatan shunt...(2.10)...(2.11)...(2.12) Dimana : = arus kumparan medan shunt (ohm) = tegangan terminal medan motor arus searah (volt) = tahanan medan shunt (ohm) = arus beban (amp)

23 II Motor Arus Searah Penguatan Seri Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan seri Gambar 2.17 Motor Arus Searah Penguatan Seri Persamaan umum motor arus searah penguatan seri:...(2.13)...(2.14)...(2.15) Dimana: = arus kumparan medan seri (amp) = tahanan medan seri (ohm)

24 II II Motor Arus Searah Penguatan Kompond Motor Arus Searah Penguatan Kompond Pendek Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompond pendek Gambar 2.18 Motor Arus Searah Penguatan Kompond Pendek Persamaan umum motor arus searah penguatan kompond pendek:...(2.16)...(2.17)...(2.18) = tegangan jatuh pada kumparan seri = rugi daya pada kumparan seri = tegangan jatuh pada kumparan armatur = rugi daya armatur

25 II Motor Arus Searah Penguatan Kompond Panjang Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompond panjang Gambar 2.19 Motor Arus Searah Penguatan Bebas Persamaan umum motor arus searah penguatan kompond panjang:...(2.19)...(2.20)...(2.21)...(2.22) = tegangan jatuh pada kumparan seri = rugi daya pada kumparan seri = rugi daya pada kumparan shunt = rugi daya armatur II.7 Karakteristik Motor Arus Searah Untuk motor DC penguatan seri dan shunt hanya memiliki satu komponen medan. Sedangkan untuk motor DC penguatan kompond memiliki dua kumparan medan yakni kumparan medan shunt dan medan seri.

26 Berikut ini tiga karakteristik dari sebuah motor DC penguatan kompond panjang: 1. Karakteristik Torsi ( Dengan pertambahan arus jangkar ( ) sehingga ( ) bertambah dan torsi (T) juga besar. Dari persamaan (2.3) yakni: dimana )....(2.23) Jika fluksi medan shunt lebih besar dibandingkan medan seri maka bentuk karakteristik torsi dan arus seperti kurva1. Sedangkan jika fluksi medan seri lebih besar dibandingkan dengan medan shunt maka bentuk karakteristik torsi dan arus seperti kurva 2. Gambar karakteristik untuk torsi dan arus dapat dilihat seperti berikut ini: Gambar 2.20 Karakteristik Torsi dan Arus Jangkar

27 2. Karakteristik Putaran Untuk motor kompond panjang:...(2.24)...(2.25)...(2.26) Jadi:...(2.27) Dengan pertambahan arus jangkar ( ), f;uks ( ) juga akan bertambah dan berkurang. Dengan pertambahan arus jangkar maka kecepatan jatuh pada motor kompond lebih cepat dibandingkan dengan motor arus shunt. Karakteristik dari kecepatan dengan arus jamgkar dapat digambatkan seperti berikut ini: Gambar 2.21 Karakteristik Kecepatan dan Arus Jangkar

28 3. Karakteristik Mekanis (T = T(n)).V Ini merupakan kurva antara kecepatan (n) dan torsi(t) dari motor DC. Jika torsi T =k. bertambah, maka nilai ( ) bertambah, sedangkan fluks ( ) tetap. Dengan bertambahnya torsi (T) maka kecepatan (n) akan menurun, maka kurva motor kompond ini sama dengan motor shunt. Untuk medan shunt karakteristik kecepatan dan torsi ini mendekati kemotor shunt separti kurva 1. Sedangkan untuk medan seri karakteristik kecepatan dan torsi mendekati kemotor seri seperti pada kurva 2. Gambar dari karakteristik kecepatan dan torsi dapat dilihat seperti berikut: Gambar 2.22 karakteristik kecepatan dan torsi