3 presentasi-motor-dc OK.ppt

MOTOR DC

07

Konstruksi Motor 

Kerja Motor berdasarkan Penggunaan Gaya Magnetik •

Gaya magnetik yang timbul pada penghantar berarus listrik digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak.

Fungsi komutator adalah agar arus listrik yang mengalir pada loop tidak berbalik arah, sehingga loop dapat terus berputar.

Komutator dan ikat pada Motor !istrik Komutator atau cincin belah (split ring) berfungsi untuk membalik arah arus pada setengah siklus negatif dari arus bolak balik. Kontak-kontak listrik pada rotating ring disebut sikat!. Pada a"alnya# dalam motor digunakan sikat tembaga. Motor-motor modern biasanya menggunakan kontak-karbon spring-loaded.

Klasi"ikasi Motor !istrik

Motor DC ada # $. Motor %& dengan sikat karbon yang berfungsi sebagai pengubah arus pada kumparan sedemikian rupa sehingga arah putaran motor akan selalu sama '.

Motor %& tanpa sikat menggunakan semikonduktor untuk merubah maupun membalik sehingga layaknya pulsa menggerakkan motor tersebut# tingkat kebisingan listrik rendah karena putarannya halus seperti motor stepper tapi putarannya terus menerus tanpa adanya perstep.

K$!$%&'() • ebagai pengendali kecepatan# yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur * +egangan dinamo , meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan * rus medan , menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

• memiliki torsi yang tinggi# • tidak memiliki kerugian daya reaktif dan tidak menimbulkan harmonisa pada sistem tenaga listrik yang mensuplainya. • memiliki akurasi kontrol yang tinggi sehingga motor %& sering digunakan untuk aplikasi sero seperti pengendali kecepatan pemintal benang atau pengendali posisi antena penerima satelit. • edehana • Mudah dikontrol

M/+/0 %&

1P0+123 14&5+1%

126 14&5+1%

105

&MP708

978+

sumber daya terpisah *1P0+123 14&5+1%)

:ika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor %& sumber daya terpisah; separately e5a

126 14&5+1% 105 • %alam motor seri# gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo () seperti ditunjukkan dalam gambar. /leh karena itu# arus medan sama dengan arus dinamo. ?erikut tentang kecepatan motor seri  5a = 5f 

ifat Motor eri  •Kecepatan dibatasi pada @AAA 0PM •9arus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali. Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torBue penyalaan a"al yang tinggi

126 14&5+1% &MP708  Motor Kompon •

gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon# gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (). ehingga# motor kompon memiliki torBue penyalaan a"al yang bagus dan kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri)# makin tinggi pula torBue penyalaan a"al yang dapat ditangani oleh motor ini.

+esla

0angkaian ekialen motor %& digambarkan sebagai berikut 

(a)

 I a

=

net  voltage resis tan ce

 E b

=

 P 

=

V  − E b

φ  ZN .( )  A

 Ra

(b)

dimana 0a adalah resistansi jangkar# 1b= GG2 balik# C=tegangan yang diberikan ke motor  +  jumlah kutub )  kecepatan putaran rotor dalam rps. D = jumlah lilitan

 I a

=

net  voltage resis tan ce

=

V  − E b  Ra

 E b

 P 

=

φ  ZN .( )  A

&ontoh oal  $.ebuah motor dc mempunyai tahanan jangkar @ /hm#  jika motor tersebut diberi tegangan @A C# pada penghantar dile"ati arus ' . 9itunglah GG2 balik motor tersebutE  1b=C-5a.0a

= FAC

'.ebuah motor dc ' kutub# $@A lilitan dengan luas penampang intinya sebesar A#$@ m' mendapatkan ggl balik sebesar ''AC# fluks magnet A#A@ Hb. 9itunglah kecepatan putaran rotornyaE  ''A

= A#A@($@A). 8. (';A#$@)  8

= $#@ rps

+ersamaan Tegangan motor DC +egangan C yang disupply ke jangkar motor berguna untuk  (i)mengatasi ggl balik (1 b ) (ii)menimbulkan jatuh tegangan jangkar 5 a0a C = 1b > 5a0a ..............................($) Persamaan ini dikenal sebagai persamaan tegangan dari motor .

%engan mengalikan persaman ($) di atas dengan 5a# diperoleh  VI a

dimana  C5a 1b5a 5a'0a

=  E   I  +  I  2 R b

a

a

a

= daya yang masuk ke jangkar  = ekialen elektrik dari daya mekanik yang dibangkitkan dalam jangkar = rugi-rugi &u dalam jangkar 

C = 1b > 5a0a

&ontoh oal $.+egangan yang disupply ke jangkar motor yang mempunyai tahanan jangkar $@ /hm adalah $IA C# jika ggl balik menghasilkan $$@ C. 9tiunglah arus jangkar pada motor tersebut.  5a

= ($IA-$$@);$@ = F#J

'.%aya yang masuk ke jangkar sebesar JAAHatt# sedangkan rugi dayanya '@H# ggl balik $AC. 9itunglah arus jangkar pada motor tersebut.  5a

= (JAA-'@);$A = $#F@

Kondisi untuk Daya Maksimum Gross mechanical po"er (daya mekanik) yang dibangkikan oleh motor adalah Pm = C 5a - 5a'0a Pendifferensialan kedua sisi persamaan terhadap 5a dan menyamakannya dengan nol# memperoleh 

:uga Maka

dPm;d5a = C , ' 5a0a = A 5a0a = C;' C = 1b > 5a0a dan 5a 0a  = C;' 1b = C;'

5a0a = C;' 1b  = C;' %ari persamaan matematis di atas terlihat bah"a daya mekanik yang dibangkitkan oleh motor adalah maksimum jika ggl balik (back emf) adalah sama dengan setengah dari tegangan terpakai (C). %alam kenyataannya# kondisi ini sulit dicapai karena arus  jangkar harus melebihi arus beban normal. 2ebih dari itu setengah dari tegangan terpakai (C;') harus hilang dalam bentuk panas (mungkin juga dalam bentuk rugi-rugi mekanik dan magnetik)# efisiensi motor akan turun di ba"ah @AL.

%aya yang masuk ke jangkar sebagian hilang dalam rugi-rugi 5 '0 dan sisanya diubah ke dalam daya mekanik dalam jangkar.

+erlu diingat bah,a e"isiensi motor diberikan oleh rasio dari daya yang dibangkitkan oleh  jangkar terhadap input- yaitu $b&a/&a  $b/. +erlihat# bah"a semakin tinggi nilai 1b dibandingkan dengan nilai C# semakin tinggi efisiensi motor.

Pm = C 5a - 5a'0a &ontoh oal $.ebuah motor dc dengan tahanan jangkar $' /hm dihubungkan dengan po"er suplply $JAC mendapat arus  jangkar '#F. 9itunglah Gross mechanical po"er (daya mekanik) yang dibangkikan oleh motor tersebut.  Pm

= ($JA