DASAR MOTOR ARUS SEARAH (3)

(1)

DASAR MOTOR ARUS SEARAH

1. Prinsip Dasar

Sebuah motor listrik adalah suatu mesin yang mengubah energi masukan listrik menjadi energi keluaran mekanik, jadi pada dasarnya sebuah mesin arus searah bisa difungsikan sebagai motor atau ge-nerator. Bila suatu penghantar yang dialiri arus ditempatkan dalam suatu medan magnet, maka akan timbul daya yang besarnya F = B . I . L (Nw). Arah gaya F dapat ditentukan berdasarkan hukum tangan kiri Flemming.

2. Persamaan Tegangan dan Daya

Gaya yang terjadi pada motor arus searah tergantung pada besarnya arus yang melewati jangkar dan fluks magnit dari medan magnit (penguat). Bila belitan (jangkar) telah berputar, maka dalam belitan itu akan timbul suatu tegangan yang arahnya berlawanan dengan tegangan yang disuplai dari luar, dan ini disebut Ggl lawan. Besarnya Ggl Lawan yang dibangkitkan :

Bila persamaan (2) dikalikan dengan la, maka : V. la = E . Ia + la2 Ra ……… (4)

V.la = Daya yang disuplai ke jangkar motor. Ia2 Ra = Rugi Tembaga dlm jangkar

E.la = Daya yang digunakan jangkar motor yang mengakibatkan berputarnya jangkar.

E.la tidak semuanya ada pada poros, karena sebagian digunakan untuk mengatasi kerugian mekanis atau kerugian gesekan dari motor.

Daya Mekanis (Pm)

(2)

Differentialkan kedua sisi dengan Ia, maka : dIa/dPm = V – 2Ia . Ra

Daya mekanik yang dibangkitkan akan maksimum bila dIa/dPm sama dengan nol.

Jadi la harus cukup besar supaya E setengah dari V, tetapi ini sulit untuk dicapai karena la akan terlampau besar yang menyebabkan panas, efisiensi akan dibawah 50%.

3. Torsi

Torsi adalah putaran suatu gaya pada sebuah poros, dan diukur dengan hasil perkalian gaya dengan jari-jari lingkaran dimana gaya tersebut terjadi(bekerja).

Torsi T = F . r (N-m)

Gaya yang bekerja pada satu putaran penuh akan menimbulkan energi sebesar : F . 2. 3,14 . n Joule. Daya yang dibangkitkan :

Pm = T . w Watt

= F.r x 2.3,14 . n joule/detik

3.1 Torsi Jangkar

Ta adalah torsi vang dibangkitkan oleh jangkar motor yang berputar dengan kecepatan per detik (n), maka daya yang dibangkitkan adalah :

3.2 Torsi Poros

Tidak seluruh torsi yang dihasilkan pada jangkar bisa dimanfaatkan oleh beban yang dihubungkan pada poros, karena sebagian akan hilang karena rugi-rugi besi dan gesekan pada motor. Torsi yang yang bisa dimanfaatkan ini disehut Torsi Poros (Tsh). Tsh = Torsi Jangkar (Ta) - Torsi yang hilang karena rugi besi dan gesekan (Tf).

4. Rugi-rugi Daya efisiensi

Rugi-rugi daya yang terjadi pada sebuah motor arus searah dapat dibagi kedalam :

 Rugi- rugi tembaga atau listrik.

 Rugi-rugi besi atau magnet.

 Rugi-rugi mekanis.

(3)

 Daya yang hilang dalam panas lilitan medan dan rangkaian jangkar

 Rugi tembaga dari lilitan dibagi atas :

Rugi-rugi Besi atau Magnet

Rugi Mekanis

Rugi mekanis yang terjadi pada motor disebabkan oleh adanya gesekan dan angin, seperti pada bagian poros motor.

Efisiensi

Efisiensi adalah prosentase perbandingan daya keluar dan daya masuk yang terjadi pada motor.

5. Macam-macam Hubungan Motor Arus Searah

Seperti pada generator arus searah berdasarkan sumber arus kemagnetan untuk kutub magnit, maka dapat dibedakan atas :

 Motor arus searah dengan peguat terpisah, bila arus untuk lilitan kutub magnet berasal dari sumber arus searah yang terletak di luar motor.

 Motor arus searah dengan penguat sendiri, bila arus untuk lilitan kutub magnet berasal dari motor itu sendiri. Sedangkan berdasarkan hubungan lilitan penguat magnit terhadap lilitan jangkar untuk motor dengan penguat sendiri dapat dikelompokkan atas :

(4)

5.2. Motor Arus Searah Penguat Sendiri 5.2.1.Motor Shunt

Persamaan Arus dan Tegangan : IL = la + Ish

Ish = Rsh / V E = V - Ia.Ra

(5)

Persamaan Arus dan Tegangan IL = Is = la

E = V - IL (Rs + Ra)

5.2.3. Motor Kompon

5.2.3.1. Motor Kompon Panjang

Persamaan Arus dan Tegangan IL = la + Ish

Ish = Rsh/V

V = E + la (Ra + Rs)

(6)

Persamaan Arus dan Tegangan IL = la + Ish

Ish = Rsh/Vab V = Vab + lL . Rs

6. Karakteristik Motor Arus Searah

Karakteristik sebuah motor arus searah dapat kita tentukan berdasarkan persamaan kecepatan dan torsi.

Berdasarkan persamaan diatas maka dapat diperoleh karakteristik-karakteristik yang penting pada motor arus searah. Karakteristik tersebut antara lain,

Karakteristik putaran sebagai fungsi dan arus.jangkar (Karakteristik Putaran) N = f (la) , V konstan Karakteristik torsi sebagai fungsi dari arus jangkar (Karakteristik Torsi)

T = f (la) , V konstan

Karakteristik putaran sebagai fungsi dari torsi (Karakteristik Mekanis) N = f(T) , V konstan

6.1 Karakteristik Motor Arus Searah Penguat Terpisah Karakteristik Putaran

Putaran pada motor dengan penguat terpisah relatif konstan, penurunan kecepatan akibat perubahan beban sangat kecil. Hal ini disebabkan karena fluks medan pada motor relatif konstan dan tahanan jangkar Ra sangat kecil, sehingga penurunan kecepatan antara tanpa beban dan beban penuh adalah kecil sehingga motor bisa dikatagorikan sebagai motor yang mempunyai kecepatan tetap.

Karakteristik Torsi

Berdasarkan persamaan T = C . Ia .@.