BAB II
DASAR TEORI
2.1 Umum
Motor arus searah adalah mesin yang mengubah energi listrik arus searah menjadi energi mekanis yang berupa putaran. 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.
2.2 Konstruksi M
Secara umum konst 1) Stator (bagian yang 2) Rotor (bagian yan
komutator.
Untuk lebih j Gambar 2.1 dan Gamba
Gambar
Gambar
Gambar
si Motor Arus Searah
um konstruksi motor arus searah terbagi atas dua ang diam), terdiri dari rangka, komponen magne yang berputar), terdiri dari jangkar, kumpara
h jelasnya, konstruksi motor arus searah dap mbar 2.2 dibawah ini :
bar 6.1 Konstruksi motor arus searah bagian st
ar 2.1 Konstruksi motor arus searah bagian sta
bar 2.2 Konstruksi motor arus searah bagian rot
s dua bagian, yaitu : gnet dan sikat. paran jangkar dan
dapat dilihat pada
n stator
n stator
Keterangan dari Gambar 6.1 dan Gambar 6.2 tersebut adalah :
1. Rangka
Rangka motor arus searah adalah tempat meletakkan sebagian besar komponen mesin dan melindungi bagian mesin. Untuk itu rangka harus dirancang memiliki kekuatan mekanis yang tinggi untuk mendukung komponen-komponen mesin tersebut.
Rangka juga berfungsi sebagai tempat mengalirkan fluksi magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub medan. Rangka dibuat dengan menggunakan bahan ferromagnetik yang memiliki permeabilitas tinggi. Rangka biasanya terbuat dari baja tuang (cast steel) atau baja lembaran (rolled steel) yang berfungsi sebagai penopang mekanis dan juga sebagai bagian dari rangkaian magnet.
Pada rangka terdapat papan nama (name plat) yang bertuliskan spesifikasi umum atau data teknik dari motor. Papan nama tersebut untuk mengetahui beberapa hal pokok yang perlu diketahui dari motor tersebut.
2. Kutub Medan
Kutub medan terdiri atas inti kutub dan sepatu kutub. Sepatu kutub yang berdekatan dengan celah udara dibuat lebih besar dari badan inti. Adapun fungsi dari sepatu kutub adalah :
a. Sebagai pendukung secara mekanis untuk kumparan medan.
Inti kutub terbuat dari lembaran-lembaran besi tuang atau baja tuang yang terisolasi satu sama lain. Kutub medan (inti kutub dan sepatu kutub) direkatkan bersama-sama kemudian dibuat pada rangka.
3. Sikat
Sikat adalah jembatan bagi aliran arus ke kumparan jangkar. Dimana permukaan sikat ditekan ke permukaan segmen komutator untuk menyalurkan arus listrik. Sikat memegang peranan penting untuk terjadinya komutasi. Sikat terbuat dari bahan karbon dengan tingkat kekerasan yang bermacam-macam dan dalam beberapa hal dibuat dari campuran karbon dan logam tembaga. Sikat harus lebih lunak daripada segmen-segmen komutator supaya gesekan yang terjadi antara segmen-segmen komutator dan sikat tidak mengakibatkan ausnya komutator.
4. Kumparan Medan
Kumparan medan adalah susunan konduktor yang dibelitkan pada inti kutub. Dimana konduktor tersebut terbuat dari kawat tembaga yang berbentuk bulat ataupun persegi. Belitan medan berfungsi untuk menghasilkan fluksi utama yang dibentuk dari kumparan pada setiap kutub.
5. Inti Jangkar
mengurangi panas yang terbentuk karena adanya arus liar (eddy current). Inti jangkar terbuat dari bahan ferromagnetik yaitu sejenis campuran baja silikon.
6. Kumparan Jangkar
Kumparan jangkar pada motor arus searah merupakan tempat dibangkitkannya ggl induksi. Kumparan jangkar ditempatkan di dalam alur-alur inti jangkar. Jenis-jenis konstruksi kumparan jangkar pada rotor ada tiga macam, yaitu : Kumparan jerat (lap winding), Kumparan gelombang (wave winding), Kumparan zig-zag(frog-leg winding).
7. Komutator
Untuk memperoleh tegangan searah diperlukan alat penyearah yang disebut komutator. Komutator terdiri dari sejumlah segmen tembaga yang berbentuk lempengan-lempengan yang dirakit ke dalam silinder yang terpasang pada poros. Agar dihasilkan tegangan arus searah yang konstan, maka komutator yang digunakan hendaknya dalam jumlah yang besar.
8. Celah Udara
2.3 Prinsip Kerja M
us searah mempunyai prinsip kerja berdasar
atakan : “jika sebatang penghantar listrik yang
agnet maka pada kawat penghantar tersebut
a yang terbentuk merupakan gaya mekani orentz. Sebuah konduktor yang dialiri arus mem
nya. Pada saat konduktor yang dialiri arus list agnet, maka konduktor akan mengalami gaya Gambar 2.3 berikut :
(a) (b)
(c)
ngaruh penempatan konduktor berarus dalam m
n magnet yang timbul tergantung pada besa konduktor, seperti ditunjukkan oleh persamaan (2.1
Dimana :
H = kuat medan magnet (lilitan Ampere/meter) N = banyak kumparan (lilitan)
I = arus yang mengalir pada penghantar (Ampere) = panjang dari penghantar (meter)
Pada Gambar 2.3(a) menunjukkan sebuah medan magnet seragam yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet utara dan selatan yang arahnya dari kutub utara menuju kutub selatan. Sedangkan Gambar 2.3(b) menggambarkan sebuah konduktor yang dialiri arus searah dan menghasilkan medan magnet (garis-garis gaya fluksi) disekelilingnya.
Jika konduktor yang dialiri arus tersebut ditempatkan di dalam medan magnet seragam, maka interaksi kedua medan akan menimbulkan medan yang tidak seragam seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.3 (c). Sehingga kerapatan fluksi akan bertambah besar di atas sebelah kanan konduktor (dekat kutub selatan) dan di bawah sebelah kiri konduktor (dekat kutub utara) sedangkan kerapatan fluksi menjadi berkurang di atas sebelah kiri konduktor dan di bawah sebelah kanan konduktor.
jangkar maka arus yang mengalir pada kumparan jangkar juga besar, dengan demikian gaya yang terjadi pada konduktor juga semakin besar.
Jika arus jangkar (I) tegak lurus dengan arah induksi magnetik (B), maka besar gaya (F) yang dihasilkan oleh arus yang mengalir pada konduktor jangkar sepanjang yang ditempatkan dalam suatu medan magnet dapat ditunjukkan oleh persamaan (2.2) :
F = B . I . ....……...………...………(2.2) Dimana :
F = gaya Lorentz (Newton)
I = arus yang mengalir pada konduktor jangkar (Ampere) B = kerapatan fluksi (Weber/meter2)
= panjang konduktor jangkar (meter)
Maka besar gaya keseluruhan yang ditimbulkan oleh jumlah total konduktor jangkar ditunjukkan oleh persamaan (2.3) :
besarnya ditunjukkan oleh persamaan (2.4) :
r . F
U
S
O M
Bidang Netral Magnetis
Sikat
F Dimana :
a
T = torsi jangkar (Newton-meter) r = jari-jari rotor (meter)
Apabila torsistartlebih besar dari torsi beban, maka jangkar akan berputar.
2.4 Reaksi Jangkar
Reaksi jangkar merupakan pengaruh medan magnet yang disebabkan oleh mengalirnya arus pada jangkar, dimana jangkar tersebut berada di dalam medan magnet. Reaksi jangkar menyebabkan terjadinya dua 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 2.5 berikut ini :
Fluksi didistribusikan simetris terhadap bidang netral magnetis. Sikat ditempatkan bertepatan dengan bidang netral magnetis.
Bidang netral magnetis didefinisikan sebagai bidang di dalam motor dimana konduktor bergerak sejajar dengan garis gaya magnet (ggm) sehingga gaya gerak listrik (ggl) induksi konduktor pada bidang tersebut adalah nol. Seperti yang terlihat dari Gambar 2.5 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 OFMmewakili besar dan arah dari fluksi medan utama, dimana 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 garis gaya magnet atau fluksi. Gambaran arah garis gaya magnet ditunjukkan pada Gambar 2.6 berikut ini :
Gambar 2.6 Fluksi yang dihasilkan oleh kumparan jangkar
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 2.7 berikut ini :
Gambar 2.7 Hasil kombinasi antara fluksi medan dan fluksi jangkar
Magnetisasi-silang ini juga menyebabkan pergeseran bidang netral. Pada Gambar 2.7 dapat dilihat bahwa vektor OFr merupakan resultan vektor OFAdan
OFM, serta posisi bidang netral magnetis yang baru, di mana selalu tegak lurus
terhadap vektor OFr. Bidang netral magnetis motor yang baru bergeser sejauh 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 titik jenuhnya, sehingga dapat menimbulkan kejenuhan magnetik. Apabila kejenuhan magnetik ini terjadi, maka efek penguatan fluksi resultan lebih kecil bila dibandingkan dengan efek pelemahan fluksi resultan atau dengan kata lain pertambahan kerapatan fluksi resultan pada salah satu bagian kutub lebih sedikit bila dibandingkan dengan pengurangan keraptan fluksi pada bagian yang lainnya. Sehingga fluksi resultan akan berkurang dari harga tanpa bebannya. Hali inilah yang disebut efek demagnetisasi reaksi jangkar dan perlu diingat bahwa demagnetisasi hanya terjadi karena adanya saturasi magnetik.
2.5 Mengatasi Reaksi Jangkar
itu, harus dilakukan tindakan yang sesuai terhadap motor arus searah agar pengaruh reaksi jangkar tersebut dapat dikurangi.
Ada tiga cara yang dapat dilakukan untuk mengurangi reaksi jangkar yang terjadi pada motor arus searah, yaitu:
1. Pergeseran sikat (brush shifting)
2. Kutub-kutub komutasi (comutating poles/interpoles) 3. Belitan kompensasi (compensating windings)
2.5.1 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 juga harus 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.
mesin. Akibat pergeseran tersebut, ggm resultannya melemah sedemikian rupa. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.8(d).
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 2.8 Pelemahan ggm akibat pergeseran bidang netral
2.5.2 Penambahan Kutub Bantu (Interpole)
Ketika beban a perubahan atau pergeseran bidang netral meni yebabkan timbulnya tegangan pada konduktor-n komutasi. Pada saat itu fluks interpole jug
angan pada konduktor-konduktor tersebut da ang timbul akibat pergeseran bidang netral.
Motor arus searah yang dilengkapi dengan kut
mpensasi (Compensating Windings)
pensasi ini dihubungkan seri terhadap kumpar uk mengurangi penyimpangan yang timbul akibat
bulkan oleh reaksi jangkar diimbangi ole belitan kompensasi yang besarnya sama dan berl
aka reaksi jangkar yang berubah akan selalu pensasi, sehingga bidang netralnya tidak bergeser
Teknik ini memiliki kelemahan yaitu harganya mahal, dan juga masih memerlukan interpole untuk mengatasi tegangan yang tidak dapat diatasi oleh belitan kompensasi. Oleh sebab itu teknik ini digunakan untuk motor-motor yang bekerja ekstra berat, dimana pelemahan fluks akan menjadi masalah yang serius.
2.6 Jenis–Jenis Motor Arus Searah
Berdasarkan sumber tegangan penguatannya, motor arus searah dapat dibagi menjadi dua, yaitu :
1. Motor arus searah penguatan bebas 2. Motor arus searah penguatan sendiri
2.6.1 Motor Arus Searah Penguatan Bebas
Motor arus searah penguatan bebas adalah motor arus searah yang sumber tegangan penguatannya berasal dari luar motor. Pada motor ini, kumparan medan tidak terhubung dengan kumparan jangkar. Masing-masing kumparan tersebut disuplai dengan sumber tegangan DC tersendiri. Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan bebas dapat dilihat pada Gambar 2.10 di bawah ini :
Berdasarkan hukum Kirchoff tentang tegangan, dari Gambar 2.10 diperoleh persamaan tegangan terminal motor seperti persamaan (2.6) :
Vt = Ea+ Ia.Ra+ Vsikat…..………...(2.6)
Dari Gambar 2.10 diperoleh juga persamaan tegangan terminal penguat medan dari motor tersebut seperti ditunjukkan oleh persamaan (2.7) :
Vf = If. Rf………...……….……….…...(2.7)
Dimana:
Vt = tegangan terminal jangkar motor arus searah (Volt)
Ra = tahanan jangkar (Ohm)
If = arus medan penguatan bebas (Ampere)
Vf = tegangan terminal medan penguatan bebas (Volt)
Rf = tahanan medan penguatan bebas (Ohm)
Ea = gaya gerak listrik motor arus searah (Volt)
Vsikat = jatuh tegangan pada sikat (Volt)
Umumnya jatuh tegangan pada sikat relatif kecil sehingga besarnya dapat diabaikan, maka untuk rumus selanjutnya Vsikatini diabaikan.
2.6.2 Motor Arus Searah Penguatan Sendiri
Berdasarkan hubungan kumparan medan dengan kumparan jangkarnya, motor arus searah penguatan sendiri dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Motor arus searah penguatan seri
2. Motor arus searah penguatan shunt 3. Motor arus searah penguatan kompon
2.6.2.1 Motor Arus Searah Penguatan Seri
Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan seri ditunjukkan pada Gambar 2.11 di bawah ini :
Gambar 2.11 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan seri
membahayakan. Oleh karena itu, disarankan hindari pengoperasian motor arus searah penguatan seri dalam keadaan tanpa beban.
Dari Gambar 2.11 diperoleh persamaan tegangan terminal motor seperti ditunjukkan oleh persamaan (2.8) :
Vt = Ea+ Is.Rs+ Ia. Ra………..………...(2.8)
Karena IL = Ia = Is
Maka persamaan (2.8) dapat juga ditulis seperti persamaan (2.9) :
Vt = Ea+ Ia(Ra+ Rs) ………....(2.9)
Dimana :
Is = arus kumparan medan seri (Ampere)
Rs = tahanan medan seri (Ohm)
IL = arus dari jala-jala (Ampere)
2.6.2.2 Motor Arus Searah Penguatan Shunt
Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan shunt ditunjukkan pada Gambar 2.12 di bawah ini :
Pada motor arus searah penguatan shunt, kumparan medan dihubungkan langsung pada terminal sehingga paralel dengan kumparan jangkar. Motor arus searah penguatan shunt mempunyai pengaturan kecepatan yang baik dan digolongkan sebagai motor kecepatan konstan walaupun kecepatannya agak bekurang sedikit dengan bertambahnya beban.
Dari Gambar 2.12 diperoleh persamaan tegangan terminal motor seperti ditunjukkan oleh persamaan (2.10) :
Vt = Ea+ Ia.Ra ………….……….…...(2.10)
Sedangkan persamaan arus yang mengalir pada motor ditunjukkan oleh persamaan (2.11) dan persamaan (2.12) :
sh
Ish = arus kumparan medan shunt (Ampere)
Rsh = tahanan medan shunt (Ohm)
2.6.2.3 Motor Arus Searah Penguatan Kompon
Pada motor arus searah penguatan kompon pendek, kumparan medan serinya terhubung secara paralel terhadap kumparan jangkar dan kumparan medan shunt. Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompon pendek ditunjukkan oleh Gambar 2.13 di bawah ini :
Gambar 2.13 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompon pendek Dari Gambar 2.13 diperoleh persamaan tegangan terminal motor arus searah penguatan kompon pendek seperti ditunjukkan oleh persamaan (2.13) :
Vt = Ea+ Is.Rs+ Ia. Ra...(2.13)
Sedangkan persamaan arus yang mengalir pada motor ditunjukkan oleh persamaan (2.14) :
IL = Is = Ia+ Ish...(2.14)
Gambar 2.14 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompon panjang
Dari Gambar 2.14 diperoleh persamaan tegangan terminal motor arus searah penguatan kompon panjang seperti ditunjukkan oleh persamaan (2.15) :
Vt = Ea+ Is.Rs+ Ia.Ra...(2.15)
Karena Is = Ia
Maka persamaan (2.15) dapat juga ditulis seperti persamaan (2.16) :
Vt = Ea+ Ia(Rs+ Ra) ...(2.16)
Sedangkan persamaan arus yang mengalir pada motor ditunjukkan oleh persamaan (2.17) dan persamaan (2.18) :
IL = Ia+ Ish...(2.17)
sh
I =
sh t
R V
………..………(2.18)
2.7 Gaya Gerak Listrik (GGL) Lawan Pada Motor Arus Searah
maka pada konduktor tersebut akan timbul gaya gerak listrik (ggl) induksi yang diinduksikan pada konduktor tersebut. Sesuai dengan hukum Lentz, arah ggl induksi tersebut berlawanan dengan tegangan yang diberikan pada motor dan dikenal sebagai ggl lawan atau ggl balik Ea.
Besarnya tegangan yang diinduksikan tersebut sesuai dengan persamaan (2.19) :
bernilai konstan, maka dapat dianggap sebagai suatu konstanta K
sehingga persamaan (2.19) dapat juga ditulis seperti persamaan (2.20) :
Ea= K .n . Ф ...(2.20)
Dimana :
Ea = gaya gerak listrik lawan motor arus searah (Volt)
K = konstanta (bergantung pada ukuran fisik motor) n = kecepatan putaran jangkar (rotasi per menit)
= fluksi setiap kutub (Weber) P = jumlah kutubZ = jumlah total konduktor jangkar a = jumlah kumparan tersambung paralel
2.8 Rugi-rugi Pada Motor Arus Searah
daya masukan ke motor diubah menjadi daya keluaran yang berguna, selalu ada energi yang hilang selama proses pengkonversian energi tersebut. Energi yang hilang tersebut ada yang dikonversikan menjadi panas dan ada yang diserap oleh mesin untuk mengatasi gesekan karena adanya bagian yang berputar di dalam mesin. Rugi-rugi daya dalam bentuk panas ini jika nilainya terlalu besar akan dapat menyebabkan kenaikan temperatur motor yang dapat merusak isolasi dan mempercepat berkurangnya umur ekonomis motor sehingga membatasi daya keluaran motor. Berikut ini proses pengkonversian energi pada motor arus searah dalam diagram aliran daya dapat dilihat pada Gambar 2.15 berikut ini:
Gambar 2.15 Diagram aliran daya pada motor arus searah
Dengan demikian selalu ada selisih antara daya masukan dan daya keluaran motor. Ini merupakan rugi-rugi daya yang terjadi di dalam motor. Dalam persamaan dinyatakan dengan :
ΣRugi-Rugi = Daya Masukan–Daya Keluaran...(2.21)
dapat dihasilkannya dimana selisih daya tersebut berubah menjadi bentuk energi yang lain yang tidak dapat digunakan bahkan dapat merugikan bagi motor itu sendiri.
Rugi-rugi daya yang terjadi pada motor arus searah dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Rugi-rugi tembaga (copper losses) 2. Rugi-rugi inti (core or iron losses) 3. Rugi-rugi sikat (brush losses)
4. Rugi-rugi mekanis (mechanical losses) 5. Rugi-rugi beban stray (stray load losses)
2.8.1 Rugi-rugi Tembaga(copper losses)
Rugi-rugi tembaga adalah rugi-rugi daya yang terjadi di dalam kumparan medan dan kumparan jangkar motor. Karena kawat tembaga kedua kumparan tersebut memiliki nilai resistansi Rfdan Ra, maka jika mengalir arus DC sebesar If
dan Iaakan menyebabkan kerugian daya yang dihitung dengan persamaan :
Rugi-rugi jangkar : Pa = Ia2Ra...(2.22)
Rugi-rugi medan : Pf = If2Rf...(2.23)
Di mana :
Pa = Rugi-rugi jangkar (Watt)
Pf = Rugi-rugi medan (Watt)
Ia = Arus jangkar (A)
If = Arus Medan (A)
dianggap sebagai rugi-rugi di dalam inti jangkar dan disebut sebagai rugi hysteresis. Untuk menentukan besarnya rugi hysteresis di dalam inti jangkar digunakan persamaan Steinmentz yaitu :
Ph=ηB1max,6 fV Watt………...…...(2.24)
Dimana : Ph = rugi hysteresis
Bmax = rapat fluks maksimum di dalam jangkar f = frekuensi pembalikan magnetik
=
120 P n
dimana n dalam rpm dan P = jumlah kutub
V = volume jangkar dalam m3
η = koefisien hysteresis Steinmentz
2). Rugi Arus Pusar
Sebagai tambahan terhadap tegangan yang diinduksikan di dalam konduktor jangkar, ada juga tegangan yang diinduksikan di dalam inti jangkar. Tegangan ini menghasilkan arus yang bersirkulasi di dalam inti jangkar seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2.17. Ini disebut sebagai arus pusar (eddy current) dan daya yang hilang karena alirannya disebut dengan rugi arus pusar.
komutator. Karena adanya suatu nilai koefisien gesek antara permukaan bagian-bagian tersebut, walaupun kecil, diperlukan gaya untuk mengimbangi gaya lawan akibat koefisien gesek tersebut jika ingin menggerakkan rotor motor arus searah tersebut.
Sedangkan rugi-rugi angin adalah rugi-rugi yang disebabkan oleh pergesekan antara bagian-bagian motor yang berputar dengan udara di dalam rumah (casing) motor. Baik itu pergesekan antara permukaan rotor dengan udara pada celah udara di dalam motor ataupun gesekan udara dengan kipas pendingin yang dipasangkan pada rotor di dalam motor. Rugi-rugi angin ini bervariasi tergantung pada kecepatan rotasi motor tersebut.
2.8.5 Rugi-rugi Beban Stray(stray load losses)
Rugi-rugi beban stray merupakan rugi-rugi yang disebabkan oleh arus pusar di dalam tembaga dan rugi-rugi inti tambahan di dalam besi, yang timbul karena pendistorsian fluks magnetik oleh arus beban (tidak termasuk yang disebabkan oleh jatuh tegangan IR) dan rugi-rugi hubung singkat komutasi.
Rugi-rugi beban stray ini tidak dapat dikategorikan ke dalam tipe rugi-rugi yang disebutkan di atas. Di dalam perhitungan rugi-rugi motorarus searah, besarnya rugi-rugi beban stray dinyatakan sebesar ± 1% dari beban penuh.
Rugi-rugi di dalam motor arus searah di atas juga dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu :
1. Rugi-rugi konstan yaitu rugi-rugi di dalam motor arus searah yang nilainya selalu tetap, tidak tergantung pada arus pembebanan. Rugi–rugi inti + mekanis disebut dengan rugi–rugi rotasi.Yang termasuk ke dalam kelompok rugi-rugi konstan adalah :
a. Rugi-rugi inti yaitu rugi-rugi hysteresis dan arus pusar b. Rugi-rugi mekanis yaitu rugi-rugi gesek dan angin c. Rugi-rugi tembaga medan shunt.
2. Rugi-rugi variabel yaitu rugi-rugi di dalam motorarus searah yang nilainya bervariasi terhadap arus pembebanan.Yang termasuk ke dalam kelompok rugi-rugi ini adalah :
a. Rugi-rugi tembaga kumparan jangkar (Ia2Ra)
b. Rugi-rugi tembaga kumparan medan seri (Ia2Rse)
c. Rugi jatuh tegangan sikat (VbdIa)
Sehingga rugi-rugi total di dalam motor arus searah adalah :
