Elektronika Daya Dalam Motor Listrik

(1)

Bab 9

Bab 9. ELDA DALAM MOTOR LISTRIK DC

9.1 PENDAHULUAN

Motor DC memiliki karateristik variable dan dipakai secara intensif untuk penggerak kecepatan variable. Motor DC dapat memberikan torka star tinggi dan sangat mngkin diperoleh control kecepatan dalam skala luas.metode control kecepatan secara normal lebih sederhana dan lebih murah dibandingkan dengan penggerak AC. Industry modern dengan kombinasi AC/DC, DC/AC converter akan didapatkan tegangan tepat.

Penggerak DC dapat diklarifikasian sebagai berikut :

1. Penggerak DC satu fasa (Single-pahase dc droves) 2. Pengaruh DC chopper (chopper dc drives)

3. Penggerak dc tiga fasa(single three phase drives

9.2 KARATERISTIK DASAR MOTOR DC

Sebuah motor dc berpenguatan bebas memiliki rangkaian ekuibalen seperti gambar 9.1. persamaan dan karateristik motor DC berpengaruh bebas seperti pada gambar 9.1 sebagai berikut :

(2)

V

_f

=

R

_f

. I

_f

+

L

_f

dI

f

⍵ = Kecepatan motor (rad/s)

B = Koefisien gesek (N.m/rad/s)

Kv = Ko’nstanta tegangan (V/A-rad/s)

La = Induktansi jangkar (H)

Lf = Induktansi medan (H)

Ra = Tahanan jangkar (Ω)

Rf = Tahanan medan (Ω)

TL = Torka beban (N.m)

If = Arus medan (A)

Ia = arus jangkar (A)

eg = Tegangan emf balik (V)

Kondisi Steady state :

v

_f

=

R

_j

. R

_f (9.6)

V_a=R_a. I_a+E_g=R_a. I_a+K_v⍵l_f (9.7)

(3)

Daya yang berbentuk,

Oleh karena itu, sesuai dengan persamaan (9.10), maka kecepatan motor ditentukan berdasarkan.

1. Mengatur tegangan armature, Va dikenal sebagai control tegangan 2. Mengatur arus medan, If dikenal sebagai control medan.

3. Mengatur torka yang terhubung dengan I_a, I_f

Ketiga cara control diatas disebut sebagai control dasar. Dalam prakteknya untuk kecepatan yang lebih kecil kecepatan dasar, arus jangkar dan arus medan

diusahakan tetap.

(4)

Gambar 9.2 Karateristik motor DC berpenguatan bebas

Untuk motor DC tipe seri rangkaian ekuivalen seperti gambar 9.3(a) dan karateristiknya seperti pada gambar 9.3(b).

(a)

(b)

Gambar 9.3 a) Motor DC tipe seri,

(5)

Persamaan matematis berdasarkan rangkaian motor DC tipe seri tersebut sebagai berikut :

E

_g

=

K

_v

⍵

I

_a (9.11)

V_a=R_a. I_a+E_g=R_a. I_a+K_v⍵l_a (9.12)

T

d

=

K

t

. I

a

I

a

+

Bω

+

T

L (9.13)

9.3 PENGGERAK DC SATU FASA (Single-Phase-Dc-Drives)

Penggerak DC satu fasa dibagi atas 4 (Empat) kelompok yaitu :

1. Single-phase half-wave-converter Drives (Penggerak converter satu fasa setengah gelombang)

2. Single-Phase-Converter Drives (Penggerak converter satu fasa penuh) 3. Single-Phase Full-Coonverter Drivers (Penggerak converter satu fasa

penuh)

4. Single-Phase dual-converter Drives (Penggerak dual converter satu fasa)

(6)

9.3.1 Single-Phase Half-Wave-Converter Drives

Gambar rangkaian, bentuk gelombang dari single-Phase Half-Wave-Converter Drives ditunjukkan pada gambar 9.5

Persamaan rangkaian,

V

_a

=

Vm

2 π

(

I

+

cos

α

a

)

Untuk 0≤ αa≤ π (9.14)

V

_f

=

Vm

π

(

I

+

cos

α

f

)

Untuk 0≤ αf≤ π (9.15)

Dimana :

V

_a = Tegangan Jangkar rata-rata

Vf = Tegangan Medan rata-rata

V

_m = Tegangan puncak dari sumber AC

(7)

9.3.2 Single-Phase semikonverter-Drives

Gambar rangkaian, bentuk gelombang dari single-Phase semikonverter Drives ditunjukkan pada gambar 9.6

V

_a

=

Vm

π

(

1 +

cos

α

a

)

Untuk 0≤ αa≤ π (9.16)

V

_f

=

Vm

π

(

1 +

cos

α

f

)

Untuk 0≤ αf≤ π (9.17)

(8)

9.3.3 Single-Phase Full-Converter Drives

Gambar rangkaian, bentuk gelombang dari single-phase full-converter Drives ditunjukkan pada gambar 9.7

Gambar 9.7 Single-Phase full-converter Drives.

V

_a

=

Vm

π

cos

α

a Untuk 0≤ αa≤ π (9.18)

V

_a

=

2 Vm

(9)

8.3.4 Single-Phase Dual-Converter Drives

Gambar rangkaian, bentuk gelombang dari single-phase dual-converter Drives ditunjukkan pada gambar 9.8