165

BAB 6

MOTOR LISTRIK ARUS SEARAH

6.1 Mesin Arus SearahMesin arus searah dapat berupa generator DC atau

motor DC. Untuk membedakan sebagai generator ataumotor dari mesin difungsikan sebagai apa. Generator DCalat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrikDC. Motor DC alat yang mengubah energi listrik DCmenjadi energi mekanik putaran. Sebuah motor DC dapatdifungsikan sebagai generator, atau sebaliknya generatorDC bisa difungsikan sebagai motor DC.

Secara fisik mesin DC tampak jelas ketika rumah mo-tor atau disebut stator dibongkar terdapat kutub-kutub mag-net bentuknya menonjol Gambar 6.1. Mesin DC yang sudahdipotong akan tampak beberapa komponen yang mudahdikenali. Bagian yang berputar dan berbentuk belitan kawatdan ditopang poros disebut sebagai rotor atau jangkarGambar 6.2.

Bagian rotor mesin DC salah satu ujungnya terdapatkomutator yang merupakan kumpulan segmen tembagayang tiap-tiap ujungnya disambungkan dengan ujung belitanrotor (Gambar 6.3). Komutator merupakan bagian yangsering dirawat dan dibersihkan karena bagian inibersinggungan dengan sikat arang untuk memasukkan arusdari jala-jala ke rotor.

Sikat arang (carbon brush ) dipegang olehpemegang sikat (brush holder) Gambar 6.4 agarkedudukan sikat arang stabil. Pegas akan menekan sikatarang sehingga hubungan sikat arang dengan komutatortidak goyah. Sikat arang akan memendek karena usiapemakaian dan secara periodik harus diganti dengan sikatarang baru.

Salah satu kelemahan dari mesin DC adalah kontak mekanis antara komutator dan sikatarang yang harus terjaga dan secara rutin dilakukan pemeliharaan. Tetapi mesin DC jugamemiliki keunggulan khususnya untuk mendapatkan pengaturan kecepatan yang stabil danhalus. Motor DC banyak dipakai di industri kertas, tekstil, kereta api diesel elektrik, dansebagainya.

Gambar 6.1 Stator mesin DC dan

medan magnet utama dan medan

magnet bantu

Gambar 6.3 Penampang komutator

Gambar 6.4 Pemegang sikat arang

Gambar 6.2 Fisik mesin DC

166

Gambar 6.7 Pembangkitan tegangan DC pada angker

Mesin DC dapat difungsikan sebagai generator DC maupun sebagai motor DC. Saatsebagai generator DC fungsinya mengubah energi mekanik menjadi energi listrik,sedangkan sebagai Motor DC mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.

6.2 Prinsip Kerja Generator DCPrinsip kerja generator DC berdasarkan pada

kaidah tangan kanan. Sepasang magnet permanen utara-selatan menghasilkan garis medan magnet F, kawatpenghantar di atas telapak tangan kanan ditembus garismedan magnet F. Jika kawat digerakkan ke arah ibu jari,maka dalam kawat dihasilkan arus listrik I yang searahdengan keempat arah jar i tangan Gambar 6.5 .Bagaimana kalau posisi utara-selatan magnet permanendibalik? Ke mana arah arah arus listrik induksi yangdihasilkan?

Percobaan secara sederhana dapat dilakukan dengan menggunakan sepasang magnetpermanen berbentuk U, sebatang kawat digantung dikedua sisi ujungnya, pada ujung kawatdipasangkan Voltmeter (Gambar 6.6).Batang kawat digerakkan ke arah panah, pada kawatdihasilkan ggl induksi dengan tegangan yang terukur padaVoltmeter.Besarnya ggl induksi yang dibangkitkan: ui = B · L · v · z Voltui = Tegangan induksi pada kawat, VB = Kerapatan medan magnet, TeslaL = Panjang kawat efektif, meterv = Kecepatan gerak, m/detikz = Jumlah belitan kawat

Belitan kawat generator berbentuk silinder dan beberapa kawat dibelitkan selanjutnyadisebut belitan rotor atau belitan jangkar. Kedudukan I, ketika rotor digerakkan searah jarumjam, kawat 1 tanda silang (menjauhi kita), kawat 2 tanda titik (mendekati kita) ggl induksimaksimum. Posisi II kawat 1 dan kawat 2 berada pada garis netral ggl induksi sama dengannol. Posisi III kawat kebalikan posisi I dan ggl induksi tetap maksimum (Gambar 6.7).

Gambar 6.5 Kaidah tangan kanan

Gambar 6.6 Model prinsip kerja

generator DC

167

Posisi ini terjadi berulang-ulang selama rotor diputar pada porosnya, ggl induksi yangdihasilkan maksimum, kemudian ggl induksi menjadi nol, berikutnya ggl induksi menjadimaksimum terjadi berulang secara bergantian.

GGL induksi yang dihasilkan dari belitanrotor (Gambar 6.7) dapat menghasilkan duajenis listrik yang berbeda, yaitu listrik AC danl istr ik DC . J ika ujung bel i tan rotordihubungkan dengan slipring berupa dua cincin(Gambar 6.8a), maka dihasilkan listrik ACberbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotordihubungkan dengan komutator satu cincin(Gambar 6.8b) dengan dua belahan, makadihasilkan listrik DC dengan dua gelombangpositif.

Mesin DC dikembangkan rotornya memilikibanyak beli tan dan komutator memil ikibeberapa segmen. Rotor memiliki empatbelitan dan komutator empat segmen, sikatarang dua buah, akan menghasilkan gglinduksi dengan empat buah buah gelombanguntuk setiap putaran rotornya (Gambar 6.9).Tegangan DC yang memiliki empat puncak.

Medan magnet yang sebelumnya adalah magnet permanen digant imenjadi elektromagnet, sehingga kuat medan magnet bisa diatur oleh besarnya aruspenguatan medan magnet. Belitan rotor dikembangkan menjadi belitan yang memiliki empatcabang, komutator empat segmen dan sikat arang dua buah. Tegangan yang dihasilkanpenjumlahan dari belitan 1-2 dan belitan 3-4 (Gambar 6.10).Dalam perkembangan berikutnya generator DC dibagi menjadi tiga jenis, yaitu:1. Generator penguat terpisah2. Generator belitan Shunt3. Generator belitan Kompound

Gambar 6.8 a) Bentuk tegangan AC dan slipring Gambar 6.8 b) Tegangan DC pada komutator

Gambar 6.9 Prinsip pembangkitan tegangan DC

Gambar 6.10 Tegangan DC pada komutator

168

❑ Prinsip pembangkitan listrik mengikuti kaidah tangan kanan Flemming,Sepasang magnet permanen utara-selatan menghasilkan garis medan magnetΦ, kawat penghantar di atas telapak tangan kanan ditembus garis medan mag-net Φ. Jika kawat digerakkan ke arah ibu jari, maka dalam kawat dihasilkanarus listrik I yang searah dengan keempat arah jari tangan.

❑ Komutator berfungsi untuk menyearahkan tegangan yang dihasilkan rotormenjadi tegangan DC.

6.3 Generator Penguat TerpisahJenis generator penguat terpisah ada dua jenis 1) penguat elektromagnetik (Gambar

6.11a) dan2) magnet permanen (Gambar 6.11b). Penguat elektromagnetik melalui belitan F1-F2 diberisumber listrik DC dari luar misalnya dengan baterai, dengan mengatur besarnya arus eksitasiIe, maka tegangan terminal rotor A1–A2 dapat dikendalikan. Generator penguat terpisahdipakai dalam pemakaian khusus, misalnya pada Main Generator Lok Diesel Elektrik CC201/CC203.

Penguat dengan magnet permanen tegangankeluaran generator terminal rotor A1-A2 konstan.Karakter ist ik tegangan U relat i f konstan dantegangan akan menurun sediki t ket ika arusbeban I dinaikkan mendekati harga nominalnya (Gambar6.12).

6.4 Generator Belitan ShuntGenerator bel i tan Shunt E1-E2 dipasangkan

secara paralel dengan belitan rotor A1-A2 (Gambar6.13). Tegangan awal generator diperoleh dari magnet sisayang terdapat pada medan magnet stator. Rotorberputar dalam medan magnet yang lemah, dihasilkantegangan yang akan memperkuat medan magnetstator, sampai dicapai tegangan nominalnya.

Gambar 6.12

Karakteristik

tegangan

generator

penguat

terpisah

Gambar 6.11a Rangkaian Generator

DC Penguat terpisah

Gambar 6.11b Rangkaian Generator DC

Penguat magnet permanen

Gambar 6.13 Rangkaian generator

belitan shunt

169

Pengaturan arus eksitasi yang melewati belitan Shunt E1-E2 diatur oleh tahanan geser. Makin besar arus eksitasi Shuntmakin besar medan penguat Shunt dan tegangan terminalmeningkat sampai pada tegangan nominalnya. Karakteristiktegangan U terhadap peningkatan arus relatif stabil, teganganakan cenderung menurun ketika arus I mendekati harganominalnya (Gambar 6.14).

6.5 Generator Belitan KompoundGenerator belitan Kompound di samping memiliki

belitan rotor A1-A2, memiliki dua penguat magnet yaitu medanseri notasi D1-D2 dan belitan penguat magnet Shuntnotasi E1-E2 (Gambar 6.15). Belitan seri D1-D2 disambungkanseri dengan rangkaian rotor A1-A2, sehingga arus ke bebansekaligus sebagai penguat seri. Belitan Shunt E1-E2disambungkan paralel dengan rangkaian belitan rotor.Arus eksitasi magnet Shunt Ie diperoleh dengan mengaturtahanan geser.

Generator penguat kompound adalah kombinasigenerator penguat Shunt dan generator seri. Karakteristiktegangan sebagai fungsi arus beban menghasi lkantegangan terminal yang konstan meskipun arus beban Imencapai harga nominalnya (Gambar 6.16).

6.6 Konstruksi Generator DCPotongan melintang memperl ihatkan

konstruksi generator DC (Gambar 6.17).Generator DC terdiri dua bagian, yaitu statorbagian mesin DC yang diam, dan bagian rotorbagian mesin DC yang berputar.

Bagian stator terdiri atas: rangka motor,bel i tan stator, s ikat arang, bearing ,dan terminal box. Bagian rotor terdiri: komutator,belitan rotor, kipas rotor, dan poros rotor.

Bagian yang harus menjadi perhatian untuk perawatan secara rutin adalah sikat arangyang akan memendek dan harus diganti secara periodik. Komutator harus dibersihkan darikotoran sisa sikat arang yang menempel dan serbuk arang yang mengisi celah-celahkomutator, gunakan amplas halus untuk membersihkan noda bekas sikat arang.

Gambar 6.14 Karakteristik

tegangan generator Shunt

Gambar 6.15 Karakteristik

tegangan generator Shunt

Gambar 6.16 Karakteristik

tegangan generator kompound

Gambar 6.17 Bentuk fisik generator DC

170

Gambar 6.21 Kutub magnet utama

dan kutub bantu mesin DC

6.7 Reaksi JangkarMedan magnet untuk generator DC berasal dari kutub

elektromagnet, berupa belitan kawat yang diberikan listrik DC,diperoleh kutub utara (North)- selatan (South). Medan magnetmelewati rotor seperti ditunjukkan arah panah (Gambar6.18). Dengan mengatur besarnya arus eksitasi yangmelewati belitan magnet, makin besar kuat medan magnet yangdihasilkan. Posisi garis netral tegak lurus dengan medanmagnet.

Dalam belitan rotor sesuai prinsip induksi dibangkitkantegangan listrik, ketika generator diberikan beban mengalir arusl istr ik pada bel i tan rotor. Pada saat i tu dalam rotorjuga dibangkitkan medan elektromagnet, menurut prinsiphukum tangan kanan, arah medan magnetnya ke arah panah(Gambar 6.19).

Besar kecilnya medan magnet di rotor berbanding lurusdengan besar kecilnya arus beban. Saat arus beban maksimum,medan magnet rotor maksimum, saat arus beban minimum makamedan magnet rotor juga minimum.

Interaksi antara medan magnet stator dengan medanelektromagnet rotor mengakibatkan jalannya medan magnetbergeser beberapa derajat (Gambar 6.20). Pergeseran garisnetral searah dengan arah putaran rotor. Untuk mendapatkantegangan maksimum, maka sikat arang yang semula segarisdengan garis magnet utama, kini bergeser beberapa derajat darigaris netral teoritis.

Pergeseran garis netral akan melemahkan tegangan nomi-nal generator, untuk mengembalikan garis netral ke posisi awaldipasangkan medan magnet bantu (interpole). Belitan magnetbantu berupa kutub magnet yang ukuran fisiknya lebih kecil darikutub utama.

Kutub bantu akan memperpendek jalannya garismedan magnet. Dengan dipasang kutub bantu kini garisnetral kembali ke posisi semula, dan kedudukan sikatarang tegak lurus segaris dengan kutub utamanya(Gambar 6.21) . Rangkaian kutub bantudisambungkan seri dengan belitan rotor, sehingga kuatmedan magnet kutub bantu yang dihasi lkansebanding dengan arus ke beban.

Gambar 6.19 Garis medan

magnet jangkar

Gambar 6.20 Pergeseran

garis netral akibat reaksi

jangkar

Gambar 6.18 Garis netral

reaksi jangkar

171

Untuk memperbaiki pengaruh reaksi jangkar, dikembangkan belitan kompensasi yangdipasangkan pada kaki kutub utama baik pada belitan kutub utara maupun kutub selatan(Gambar 6.22). Kini dalam rangkaian generator DC memiliki tiga belitan magnet, yatitubelitan magnet utama, belitan magnet bantu (interpole), dan belitan magnet kompensasi.

Tabel 6.1 Notasi pengenal belitan Generator DC

A Belitan rotor / jangkar

B Belitan kutub magnet bantu

C Belitan kutu b magnet kompensasi

D Belitan kutub seri

E Belitan kutub Shunt

F Belitan kutub terpisah

Rangkaian generator DC dapat dikenali dari diagram pengawatannya dan notasi pengenalkutub magnetnya. Pengawatan dengan belitan jangkar A1-A2, disambung seri denganmagnet kutub bantu B1-B2 dan diseri juga dengan belitan magnet kutub kompensasi(Gambar 6.23a).

Pengawatan berikutnya terdiri kutub bantu kompensasi C1-C2 dan C3-C4 diseri denganmagnet bantu B1-B2 dan B3-B4 dan di tengah-tengah rangkaian terpasang belitan rotor,keseluruhannya disebut rangkaian jangkar / rotor A1-A2 (Gambar 6.23b).

6.8 Arah Putaran Mesin DC

Gambar 6.22 Kutub Magnet Utama,

Kutub bantu, dan Belitan Kompensasi

Gambar 6.23 Rangkaian belitan jangkar, belitan kutub bantu,

dan belitan kompensasi

Gambar 6.24 Arah putaran mesin DC

Sebuah mesin DC dengan bel i tanpenguat Shunt E1-E2, disambungkan secaraparalel dengan rangkaian jangkar A1-A2(Gambar 6.24). Perhatikan terminal dengannotasi E1 dan A1 disatukan terhubung dengansumber tegangan DC positif (+), berikutnyaterminal notasi E2 dan A2 juga disatukantersambung ke sumber DC negatif (-). Arahmesin DC ditunjukkan oleh arah panah searah jarum jam. Arah arus DC ditunjukkan panahdari E1 menuju E2 dan dari A1 menuju A2. Penyambungan tidak bisa dilakukan sembarangantetapi dengan memperhatikan notasi angka dan jenis penguat magnetnya.

172

Gambar 6.26 Aturan tangan kiri untuk

prinsip kerja motor DC

Gambar 6.27 Model kerja motor DC

Diagaram di samping adalah pengawatan mesinDC penguat Kompound. Terdiri dari penguat magnetSeri notasi D1-D2, penguat magnet Shunt E1-E2 yangtersambung dengan tahanan geser yang mengaturbesaran arus eksitasi (Gambar 6.25). Rangkaianjangkar dengan notasi terminal A1-A2.

Perhatikan konfigurasi pertama, sumber DC positif(+), terminal A2, belitan jangkar A1, ke terminal D2,belitan seri D1, kembali ke sumber DC negatif (-).Arus eksitasi dari tahanan geser ke E1, belitan ShuntE2, ke sumber DC negatif.

Konfigurasi kedua, ketika jangkar diputar arah panah (searah jarum jam), A1 menghasilkantegangan positif (+) ke sumber DC. Arah arus DC pada belitan seri dari D1 menuju D2, danarus di belitan Shunt dari E1 menuju E2. Terminal D1 dan E2 tersambung ke sumber DCnegatif (-).

6.9 Prinsip Kerja Motor DCPrinsip motor listrik berdasarkan pada kaidah

tangan kir i . Sepasang magnet permanen utara -selatan menghasilkan garis medan magnet Φ, kawatpenghantar diatas telapak tangan kiri ditembus garismedan magnet Φ. Jika kawat dialirkan arus listrik DCsebesar I searah keempat jari tangan, maka kawatmendapatkan gaya sebesar F searah ibu jari (Gambar6.26) . Bagaimana kalau posisi utara-selatanmagnet permanen dibalik? Ke mana arah gaya yangdirasakan batang kawat? lakukan peragaan dengantangan kiri Anda.

Percobaan sederhana prinsip kerja motor dapatdi lakukan dengan menggunakan sepasangmagnet permanen berbentuk U, sebatang kawatdigantung di kedua sisi ujungnya, pada ujung kawatdihubungkan sumber listrik DC (Gambar 6.27). Aruslistrik mengalir dari terminal positif (+) ke batang kawatsebesar I ampere ke terminal negatif (-). Kawat yangdipotong garis medan magnet, pada batang dihasilkangaya tolak sebesar F searah panah.Besarnya gaya F yang dibangkitkan: F = B · I · L · z Newton

F Gaya pada kawat, Newton B Kerapatan medan magnet, TeslaI Arus mengalir di kawat, Amper L Panjang kawat efektif, meterz Jumlah belitan kawat

Gambar 6.25 Membalik arah putaran Mesin

DC

173

Konstruksi motor DC terdiri dari dua bagian, yaitu statorbagian motor yang diam dan rotor bagian motor yang berputar.Belitan stator merupakan elektromagnet, dengan penguatmagnet terpisah F1-F2. Belitan jangkar ditopang oleh porosdengan ujung-ujungnya terhubung ke komutator dan sikatarang A1-A2 Gambar 6.28. Arus listrik DC pada penguatmagnet mengalir dari F1 menuju F2 menghasilkan medanmagnet yang memotong belitan jangkar. Belitan jangkardiberikan listrik DC dari A2 menuju ke A1. Sesuai kaidahtangan kiri jangkar akan berputar berlawanan jarum jam.

Terjadinya gaya torsi pada jangkardisebabkan oleh hasil interaksi dua garismedan magnet. Kutub magnet meng-hasilkan garis medan magnet dari utara-selatan melewati jangkar. Belitan jangkar yangdialirkan arus listrik DC mengasilkan magnetdengan arah kekir i di tunjukkan panahGambar 6.29.

Interaksi kedua magnet berasal dari stator dengan magnet yang dihasilkan jangkarmengakibatkan jangkar mendapatkan gaya torsi putar berlawanan arah jarus jam. Untukmendapatkan medan magnet stator yang dapat diatur, maka dibuat belitan elektromagnetyang dapat diatur besarnya arus eksitasinya.

Percobaan untuk mengecek apakah belitan jangkar berfungsidengan baik, tidak ada yang putus atau hubungsingkat denganinti jangkarnya periksa Gambar 6.30. Poros jangkar ditempatkanpada dudukan yang bisa berputar bebas.

Alirkan listrik DC melalui komutator, dekatkan sebuahkompas dengan jangkar, lakukan pengamatan jarum kompasakan berputar ke arah jangkar.

Hal ini membuktikan adanya medan elektromagnet pada jangkar, artinya belitan jangkarberfungsi baik. Tetapi jika jarum kompas diam tidak bereaksi, artinya tidak terjadielektromagnet karena belitan putus atau hubung singkat ke inti jangkar.

6.10 Starting Motor DCBelitan jangkar nilai tahanan sangat kecil, saat start-

ing arus starting akan besar sekali mengalir pada rangkaianjangkar. Hal ini akan merusak belitan jangkar A1-A2,komutator dan sikat arang. Agar arus starting kecil, makaditambahkan tahanan awal pada rangkaian jangkar RV(Gambar 6.31). Setelah motor berputar sampai dicapaiputaran nominalnya tahanan awal RV tidak difungsikan.

Gambar 6.28 Hubungan belitan

penguat medan dan Jangkar Motor

DC

Gambar 6.29 Proses pembangkitan Torsi Motor

DC

Gambar 6.31 Starting motor DC

dengan tahanan depan jangkar

Gambar 6.30 Pengecekan

sifat elektromagnetik pada

jangkar motor DC

174

Gambar 6.33 Drop tegangan penguat medan

seri dan jangkar motor DC

Gambar 6.34 Karakteristik

putaran fungsi tegangan

jangkar

Untuk mengatur putaran motor DCdilakukan dengan mengatur arus eksitasipenguat medan magnet dengan tahanan geseryang dipasang seri dengan belitan penguatShunt E1-E2. Pengatur Starting dan pengaturputaran motor DC merupakan satu perangkatyang dipasang pada sebagai pengendali motorDC.

Tahanan pengendali motor DC disambungkan seri dengan jangkar motor DC, tahanantotalnya sebesar (RV + Rjangkar). Tahanan depan Jangkar RV dibuat dalam empat step, steppertama nilai tahanan maksimum, arus mengalir ke rangkaian jangkar sebesar I = U/(RV +Rjangkar). Nilai tahanan digeser ke step kedua, berikutnya step tiga, step empat dan stepterakhir arus mengalir ke jangkar adalah arus nominalnya. Karakteristik arus jangkar fungsitahanan RV + Rjangkar (Gambar 6.32).

Rangkaian motor DC dengan penguat magnet terpisah. Rangkaian jangkar terdiri daritahanan jangkar RA. Ketika belitan jangkar berada pada medan magnet dan posisi jangkarberputar, pada jangkar timbul gaya gerak listrik yang arahnya berlawanan (Gambar 6.33).Pada belitan jangkar terjadi drop tegangan sebesar (IA · RA).Persamaan tegangan motor DC

UA = Ui + IA · RA dan Ui ΗΦE · nUA = Tegangan sumber DCUi = Tegangan lawanIA = Arus jangkarRA = Tahanan belitan jangkarΦE = Fluk Magnetn = Putaran motor

6.11 Pengaturan Kecepatan Motor DCSaat motor DC berputar maka dalam rangkaian jangkar

terjadi ggl lawan sebesar Ui. Jika tegangan sumber DC yaituUA diatur besarannya, apa yang terjadi dengan putaran motorDC? Besarnya tegangan lawan Ui berbanding lurus denganputaran motor dan berbanding terbalik dengan medanmagnetnya Ui ΗΦE · n.

Jika arus eksitasi Ie dibuat konstan maka fluk medanmagnet ΦE akan konstan. Sehingga persamaan putaranmotor berlaku rumus n Η Ui /ΦE, sehingga jika tegangansumber DC diatur besarannya, maka putaran motor akanberbanding lurus dengan tegangan ke rangkaian jangkar(Gambar 6.34).

Gambar 6.32 Karakteristik arus Pengasutan

Motor DC

175

Pengaturan tegangan sumber DC yang menuju kerangkaian jangkar menggunakan sumber listrik AC tiga phasadengan penyearah gelombang penuh tiga buah diode dan tigabuah thyristor (Gambar 6.35). Sekering F1 berguna untukrangkaian diode dan thyristor jika terjadi gangguan padabelitan motor DC.

Dengan mengatur sudut phasa triger, maka penyalaanthyristor dapat diatur besarnya tegangan DC yang menujurangkaian jangkar A1-A2. Belitan penguat terpisah F1-F2diberikan sumber DC dari luar, dan besarnya arus eksitasidibuat konstan besarnya.

Apa yang terjadi jika tegangan sumber DC dibuat konstandan pengaturan putaran dilakukan dengan mengatur aruseksitasinya? Persamaan tegangan jangkar Ui ΗΦE · n. atauputaran motor n Η Ui/ΦE, dengan tegangan Ui konstanmaka karakteristik putaran n berbanding terbalik dengan flukmagnet (1/ΦE). Artinya ketika arus eksitasi dinaikkan danharga fluk magnet ΦE meningkat, yang terjadi justruputaran motor DC makin menurun (Gambar 6.36).

Dari penjelasan dua kondisi diatas yang dipakai untuk mengatur putaranmotor DC untuk mendapatkan momen torsi konstan adalah dengan pengaturan tegangan kejangkar.

Gambar 6.35 Pengaturan

tegangan jangkar dengan

sudut penyalaan Thyristor

Gambar 6.36 Karakteristik

putaran fungsi arus eksitasi

6.12 Reaksi Jangkar pada Motor DCReaksi jangkar pada motor DC kejadiannya mirip

dengan reaksi jangkar pada generator DC yang telahdibahas sebelumnya. Reaksi jangkar akan menyebabkangaris netral bergeser beberapa derajat dari posisi awal. Agargaris netral kembali kondisi teoritis, dan sikat arang padakedudukan semula maka dipasang kutub bantu yangditempatkan di antara kutub magnet utama (Gambar 6.37).

Bel i tan kutub bantu dirangkaikan secara seridengan rangkaian jangkar, gunanya agar setiap kenaikanbeban maka arus yang menuju kutub bantu sama besarnyadengan arus yang menuju rangkaian jangkar. Sehingga reaksi jangkar pada motor terkendalisecara otomatis oleh kutub bantu.

Motor DC menurut belitan penguat magnetnya dapat dibagi menjadi empat jenis, yaitu:motor belitan seri D1-D2, motor penguat terpisah F1-F2, motor belitan Shunt E1-E2 dan, motorbelitan Kompound (gabungan motor Shunt E1- E2 dan motor belitan seri D1-D2).

Gambar 6.37 Kutub bantu untuk

mengatasi akibat reaksi jangkar pada

motor DC

176

Gambar 6.39 Rangkaian motor DC seri

Tabel 6.2 memperlihatkan diagram pengawatan keempat jenis motor DC berikut karakteristikputaran n terhadap perubahan momen torsi beban.1. Motor Seri2. Motor penguat terpisah3. Motor penguat Shunt4. Motor Kompound

Tabel 6.2 Rangkaian Motor-Motor DC

6.13 Motor Belitan SeriMotor DC Seri mudah dikenali dari terminal box

memiliki belitan jangkar notasi A1-A2 dan belitan serinotasi D1-D2 (Gambar 6.38). Dalam rangkaian jangkarA1-A2 terdapat dua belitan penguat yaitu kutub bantu dankutub kompensasi keduanya berfungsi untuk memperbaikiefek reaksi jangkar.

Aliran sumber DC positif (+), melewati tahanan depanRV yang fungsinya untuk starting awal motor seri,selanjutnya ke terminal A1, melewati jangkar ke termi-nal A2, dikopel dengan D1, melewati belitan menuju keterminal negatif (-).

Belitan seri D1-D2 memiliki penampang besar danjumlah belitannya sedikit. Karena dihubungkan seri denganbelitan jangkar, maka arus eksitasi belitan sebandingdengan arus beban. Ketika beban dinaikkan, arus bebanmeningkat, dan justru putaran akan menurun.

Motor seri harus selalu dalam kondisi diberikan beban, karena saat tidak berbeban danarus eksitasinya kecil yang terjadi putaran motor akan sangat tinggi sehingga motor akan”terbang”, dan sangat berbahaya. Motor seri banyak dipakai pada beban awal yang berat

Gambar 6.38 Karakteristik

putaran motor DC Seri

177

dengan momen gaya yang tinggi putaran motor akan rendah (Gambar 6.39), contohnyapada pemakaian motor stater mobil.

6.14 Motor DC Penguat TerpisahMotor DC penguat terpisah dikenal pada terminal box dimana

belitan jangkarnya A1-A2 dan belitan penguat terpisah F1-F2(Gambar 6.40). Aliran listrik dari sumber DC positif (+) melewatitahanan geser untuk starting awal, menuju terminal A1, ke belitanjangkar ke terminal A2 menuju negatif (-). Penguat terpisah darisumber DC positif (+), menuju F2 belitan terpisah terminal F1melewati tahanan geser pengatur arus eksitasi menuju negatif (-).

Tahanan depan digunakan saat starting agar arus jangkarterkendali dan tidak merusak belitan jangkar atau merusakkomutatornya. Tahanan geser pengatur arus eksitasi penguatterpisah F1-F2 mengatur putaran dalam range yang sempit, misalnyadari putaran maksimum 1.500 rpm sampai 1.400 rpm saja.

Karakteristik putaran terhadap pembebanan momen, saatbeban nol putaran motor pada posisi n0, motor diberikan bebanmaksimum putaran motor menjadi nn. Motor penguat terpisahdigunakan pada beban relatif konstan dan tidak berubahsecara drastis Gambar 6.41.

6.15 Motor DC Belitan ShuntMotor DC belitan Shunt dilihat dari terminal box terdapat

rangkaian jangkar A1-A2 dan belitan Shunt E1-E2 Gambar 6.42.Pengendali motor DC Shunt terdiri dua tahanan geser yang memilikifungsi berbeda.

Satu tahanan geser difungsikan untuk starting motor DC,disambungkan seri dengan jangkar A1- A2 tujuannya agar arusstarting terkendali. Satu tahanan geser dihubungkan dengan belitanShunt E1-E2, untuk mengatur arus eksitasi Shunt.

Aliran dari sumber DC positif (+) melewati tahanan geser keterminal A1, melewati rangkaian jangkar dengan belitan bantu, keterminal A2, menuju sumber DC negatif (-). Dari positif sumber DCsetelah melewati tahanan geser, menuju terminal E1, ke belitanShunt, ke terminal E2 selanjutnya kembali ke sumber DC negatif (-).

Gambar 6.40

Rangkaian motor DC

penguat terpisah

Gambar 6.41 Karakteritik putaran

motor penguat terpisah

Gambar 6.42 Rangkaian

motor DC belitan Shunt

178

Gambar 6.44 Karakteristik

putaran motor DC kompound

6.16 Motor DC Belitan KompoundMotor DC Belitan Kompound merupakan penggabungan

dua karakteristik dari motor DC belitan seri dengan motor DCbelitan Shunt (Gambar 6.43). Pada terminal box memiliki enamterminal, terdiri rangkaian jangkar A1-A2, belitan Shunt E1-E2dan belitan seri D1-D2.

Memiliki dua tahanan geser, satu tahanan geser untukmengatur starting motor diseri dengan rangkaian jangkar A1-A2.Tahanan geser satunya mengatur arus eksitasi menuju belitanShunt E1- E2.

Aliran sumber DC positif (+) melewati tahanan geser untukstarting, menuju terminal A1, ke rangkaian jangkar dan belitankutub bantu, ke terminal A2, dikopel terminal D1, ke belitan seri,ke terminal D2 ke sumber DC negatif (-).

Sumber DC positif (+) melewati tahanan geser mengatur aruseksitasi ke terminal E1, ke belitan Shunt, ke terminal E2, dikopelterminal D2 kembali ke sumber DC negatif (-).

Karakteristik putaran n sebagai fungsi momen torsi bebanmerupakan gabungan dari karakteristik motor Shunt yang memilikiputaran relatif konstan, dan kerakteristik seri pada momen kecilputaran relatif tinggi (Gambar 6.44).

Pengaturan putaran dilakukan dengan pengaturan medan Shunt, dengan range putaranrelatif rendah dalam orde ratusan rpm, putaran maksimal 1.500 rpm dan putaran minimal1.400 rpm. Untuk mendapatkan range pengaturan putaran yang lebar dilakukan denganmengatur tegangan yang masuk ke rangkaian jangkarnya.

6.17 Belitan JangkarBelitan jangkar Motor DC berfungsi sebagai tempat terbentuknya ggl imbas. Belitan

jangkar terdiri atas beberapa kumparan yang dipasang di dalam alur jangkar. Tiap-tiapkumparan dapat tediri atas belitan kawat atau belitan batang.

Gambar 6.43 Rangkaian motor

DC belitan kompound

Gambar 6.46 Letak sisi-sisi kumparan

dalam alur jangkar

Gambar 6.45 Belitan jangkar

179

Z = Jumlah penghantar/kawat jangkar atau batang jangkar.Zs = Jumlah kawat tiap sisi kumparanS = Jumlah sisi kumparan.

Tiap-tiap kumparan mempunyai dua sisi kumparan dan jumlahnya harus genap. Pada tiap-tiap alur bisa dipasang dua sisi kumparan atau lebih dalam dua lapisan bertumpuk (Gambar 6.46).Dalam tiap-tiap alur terdapat 2U sisi kumparan, maka jumlah alur G adalah: G = 2

SU

Bila dalam tiap-tiap kutub mempunyai 8 s/d 18 alur, maka : G = (8 – 18) 2pTiap-tiap kumparan dihubungkan dengan kumparan berikutnya melalui lamel komutator,

sehingga semua kumparan dihubung seri dan merupakan rangkaian tertutup. Tiap-tiap lameldihubungkan dengan dua sisi kumparan sehingga jumlah lamel k, adalah: S = 2 · k

s

ZZ = 2 · k

k = 2 × s

ZZ

Bila dalam tiap-tiap alur terdapat dua sisi kumparan ( U = 1) maka jumlah lamel juga

sama dengan jumlah alur: G = 2S×U = 2

2× k×U →→→→→ k = U · G

Belitan GelungJika kumparan dihubungkan dan dibentuk sedemikian rupa sehingga setiap kumparan

menggelung kembali ke sisi kumparan berikutnya maka hubungan itu disebut belitan gelung.Perhatikan Gambar 6.47 Prinsip belitan gelung.Y = kisar belitan, yang menyatakan jarak antara lamel permulaan dan lamel berikutnya

melalui kumparan.YC = kisar komutator, jumlah lamel yang melalui komutator.Y1, Y2 = kisar bagian.Y = Y1 + Y2 = 2 · YC

Pada belitan gelung kisar bagian Y2 mundur atau negatif. Tiapkumparan mem- punyai satu sisi benomor ganjil dan satu sisi bernomorgenap, karena itu Y1 dan Y2 selamanya harus merupakan bilanganganjil.

Kisar bagian Y1 ditetapkan oleh Iebar kumparan, diperkirakan samadengan jarak kutub-kutub. Bila lebar kumparan dinyatakan denganjumlah alur, biasanya dinyatakan dengan kisar Yg.

Yg = 2Gp

→→→→→ Yg = 2Gp

Kisar bagian Y1 biasanya dinyatakan dengan sejumlah sisi kumparan yang harus dilaluisupaya dari sisi yang satu sampai pada sisi berikutnya. Di dalam tiap-tiap alur dimasukkansisi kumparan 2U dan secara serempak beralih dari lapisan atas ke lapisan bawah, karena itu:

Y1 = 2 · U · Yg + 1

Gambar 6.47 Prinsip

Belitan Gelung

180

Gambar 6.48 Belitan Gelung Tunggal

Kisar bagian Y1 menentukkan cara menghubungkan ujung kumparan yang satu dengankumparan berikutnya melalui lamel komutator, kisar Y2 biasa disebut juga kisar hubung.Y2 = 2 · YC – Y1

Contoh:2p = 2, G = k = 8, S =16, dan U = 1 rencanakan belitan gelung tunggalnya:

Yg = 2Gp =

82 = 4

Yc = 1Y1 = 2 · U · Yg + 1 Y2 = 2 · Yc – Y1

= 2 · 1 · 4 + 1 = 2 · 1 – 9= 9 = –7

Tabel 6.3 Hubungan Sisi Kumparan dengan Lamel Belitan Gelung

LAMEL SISI KUMPARAN LAMEL

1 1 - 10 2

2 3 - 12 3

3 5 - 14 4

4 7 - 16 5

5 9 - 2 6

6 11 - 4 7

7 13 - 6 8

8 15 - 8 1

Belitan Gelung MajemukBelitan gelung majemuk terdiri dari dua belitan gelung tunggal atau lebih yang dililit

secara simetris antara yang satu dengan yang lainnya. Pada belitan gelung tunggal banyaknyacabang paralel sama dengan banyaknya jumlah kutub (2p) dari mesin tersebut, sedangkanpada belitan gelung majemuk yang mempunyai m gelung tunggal, banyaknya cabang paraleladalah: a = m . p .Yc = mY2 = 2 . m – Y1

Sedangkan untuk menentukan Y1 sama seperti pada belitan gelung tunggal. Untukmendapatkan belitan gelung majemuk tertutup ujung belitan terakhir harus kembali lagi kelamel permulaan.

181

Belitan GelombangBelitan Gelombang Tunggal

Pada belitan gelombang kisar komutator Yc lebih besar bila dibandingkan dengan Ycpada belitan gelung.

Kisar bagian pada belitan gelombang mem-punyai nilai positif (maju).

Yc = 1kp

Contoh:2p = 4; S = 42; G = k = 21; u = 1

Yc = ⋅21 1

2 → Y = 10 atau 11

kita ambil Yc = 10

YG = 2Gp =

214 = 5

14

kita bulatkan menjadi 5Y1 = 2 · u · YG + 1 = 2 · 1 · 5 + 1 = 11 dan Y2 = 2 . Yc – Y1 = 2 . 10 – 11 = 9

Tabel 6.4Hubungan Sisi Kumparan dengan Lamel Belitan

Gelombang

LAMEL SISI KUMPARAN LAMEL

1 1 - 12 11

11 21 - 32 21

21 41 - 10 10

10 19 - 30 20

20 39 - 8 9

9 17 - 28 19

19 37 - 6 8

8 15 - 26 18

18 35 - 4 7

7 13 - 24 17

17 33 - 2 6

6 11 - 22 16

16 31 - 42 5

5 9 - 20 15

Gambar 6.49 Prinsip Belitan Gelombang

Gambar 6.50 Belitan Gelombang Tunggal

182

15 29 - 40 4

4 7 - 18 14

14 27 - 38 3

3 5 - 16 13

13 25 - 36 2

2 3 - 14 12

12 23 - 34 1

Pada belitan gelombang tunggal banyaknya sikat yang dibutuhkan hanya dua buah, tidaktergantung pada jumlah kutubnya.

Belitan Gelombang MajemukApabila nilai arus atau tegangan yang diperlukan tidak bisa dipenuhi dengan belitan

gelung atau gelombang tunggal, maka diatasi dengan belitan gelombang majemuk.Belitan gelombang majemuk terdiri dari dua belitan gelombang tunggal atau lebih. Tiap-

tiap belitan gelombang tunggal terdiri dari dua cabang paralel, untuk gelombang majemuk a= 2 . m.

Yc = ±k mp

Berdasarkan penjelasan di atas maka dapat dilihat perbedaan-perbedaan yang terdapatpada belitan gelung dan gelombang sebagai berikut.

Belitan Gelung1. Untuk generator bertegangan rendah, arus besar.2. Ujung-ujung kumparan disambung pada lamel yang berdekatan.3. Pada belitan gelung tunggal, arus yang mengalir pada jangkar terbagi sesuai dengan jumlah

kutub.4. Pada belitan gelung majemuk, arus yang mengalir terbagi sesuai dengan rumusan a = m · p.5. Sisi kumparan terbagi pada dua bagian, yaitu terletak di hadapan kutub utara dan kutub

selatan.

Belitan Gelombang1. Untuk generator bertegangan tinggi, arus rendah.2. Pada belitan gelombang tunggal ujung-ujung kumparan dihubungkan pada lamel komutator

dengan jarak mendekati 360° listrik.3. Jumlah cabang paralel pada belitan gelombang tunggal adalah 2 (dua), walaupun jumlah

kutubnya > 2.4. Pada belitan gelombang tunggal penghantar-penghantar pada masing-masing cabang,

diletakkan terbagi rata pada seluruh permukaan kutub-kutubnya.5. Belitan gelombang majemuk digunakan jika dengan belitan gelung atau gelombang

tunggal arus atau tegangan yang diperlukan tidak tercapai.

183

6.18 Rugi-Rugi Daya dan Efisiensi Motor DCRugi-rugi daya yang terjadi pada sebuah motor arus searah dapat dibagi ke dalam:

❑ Rugi-Rugi Tembaga atau ListrikRugi tembaga terjadi karena adanya resistansi dalam belitan jangkar dan belitan medan

magnet. Rugi tembaga akan diubah menjadi panas dalam kawat jangkar maupun kawatpenguat magnet. Desain motor DC dilengkapi dengan kipas rotor tujuannya untukmenghembuskan udara luar masuk ke dalam jangkar dan mendinginkan panas yang terjadiakibat rugi-rugi tembaga.Rugi tembaga dari belitan dibagi atas:• Rugi tembaga terjadi pada jangkar → Ia2 · Ra Watt• Rugi tembaga medan terdiri dari:

Ish2 · Rsh Watt → Motor Shunt/ Motor KompoundIs2 · Rs Watt → Motor Seri/ Motor Kompound

❑ Rugi-Rugi Besi atau Magnet• Rugi Histerisis

Ph = Bmax X f · V Watt= Steinmetz Hysterisis Coefficient

Bmax = Kerapatan fluks maksimum = γ

2/Wb

mf = Frekuensi dlm Hertz 6-30

V = Volume inti (m3)nilai x = antara 1,6 s/d 2

• Arus Pusar (Eddy Current)Inti pada stator dan inti pada jangkar motor terdiri dari tumpukan pelat tipis dari

bahan ferromagnetis. Tujuan dari pemilihan plat tipis adalah untuk menekan rugi-rugiarus Eddy yang terjadi pada motor DC.Pe = Ke · Bmax

2 · f2 · V · t2 wattKe = Konstanta arus pusa t = Ketebalan inti magnet (m)

❑❑❑❑❑ Rugi MekanisRugi mekanis yang terjadi pada motor disebabkan oleh adanya gesekan dan hambatan

angin, seperti pada bagian poros motor.

❑❑❑❑❑ Efisiensi MotorEfisiensi adalah prosentase perbandingan daya keluar dan daya masuk yang terjadi

pada motor.

184

=

Daya KeluarDaya Masuk × 100%

=

Daya Keluar

Daya Masuk rugi

6.19 Rangkuman1. Mesin arus searah dapat berupa generator DC atau motor DC. Generator DC alat yang

mengubah energi mekanik menjadi energi listrik DC. Motor DC alat yang mengubahenergi listrik DC menjadi energi mekanik putaran.

2. Mesin DC terdiri dua bagian, yaitu bagian stator dan bagian rotor.

3. Komutator merupakan kumpulan segmen tembaga yang tiap-tiap ujungnya disambungkandengan ujung belitan rotor.

4. Prinsip kerja generator DC berdasarkan pada kaidah tangan kanan Fleming.

5. Hukum tangan kanan Fleming, jika telapak tangan kanan ditembus garis medan magnetF. Dan kawat digerakkan ke arah ibu jari, maka dalam kawat dihasilkan arus listrik Iyang searah dengan keempat arah jari tangan.

6. Besarnya ggl induksi yang dibangkitkan: ui = B · L · v · z Volt

7. Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slipring berupa dua cincin, maka dihasilkanlistrik AC berbentuk sinusoidal.

8. Komutator berfungsi untuk menyearahkan tegangan yang dihasilkan rotor menjaditegangan DC.

9. Sikat arang berhubungan dengan komutator, tekanan sikat arang diatur oleh tekananpegas yang ditentukan.

10 Dalam perkembangan berikutnya generator DC dibagi menjadi tiga jenis, yaitu:Generator Penguat Terpisah, Generator Belitan Shunt, Generator Belitan Kompound.

11. Generator penguat terpisah ada dua jenis 1) penguat elektromagnetik dan 2) magnetpermanen. Generator DC penguat terpisah dengan penguat elektromagnetik diapakaipada Lokomotif Diesel Elektrik jenis CC201 dan CC203.

12. Generator belitan Shunt, penguat medan Shunt E1-E2 dipasangkan secara paralel denganbelitan rotor A1-A2. Dengan mengatur arus eksitasi Shunt dapat mengatur teganganterminal generator.

13. Generator belitan Kompound memiliki belitan rotor A1-A2, memiliki dua penguat magnetyaitu medan Seri notasi D1-D2 yang tersambung seri dan belitan penguat magnet Shuntnotasi E1-E2 yang tersambung paralel.

185

14. Bagian stator motor DC terdiri atas: rangka motor, belitan stator, sikat arang,bearing, dan terminal box, sedangkan bagian rotor terdiri: komutator, belitan rotor, kipasrotor, dan poros rotor.

15. Komutator secara periodik dibersihkan dari kotoran sisa sikat arang yang menempeldan serbuk arang yang mengisi celah-celah komutator, gunakan amplas halus untukmembersihkan noda bekas sikat arang.

16. Pergeseran garis netral hasil interaksi antara medan magnet stator denganmedan elektromagnet rotor mengakibatkan jalannya medan magnet bergeser beberapaderajat.

17. Dengan dipasang kutub bantu garis netral kembali ke posisi semula.

18. Notasi belitan pada mesin DC dikenali dengan huruf A, B, C, D, E dan F. Huruf Amenyatakan belitan jangkar, B belitan kutub magnet Bantu, C belitan kutub magnetkompensasi, D belitan kutub Seri dan F belitan kutub Shunt.

19. Motor DC untuk mengubah arah putaran rotor, dilakukan dengan membalik aliran arusyang melalui rangkaian jangkarnya.

20. Prinsip motor listrik berdasarkan pada kaidah tangan kiri Fleming.

21. Kaidah tangan kiri Flemming menyatakan jika kawat penghantar di atas telapak tangankiri ditembus garis medan magnet F. Pada kawat dialirkan arus listrik DC sebesar Isearah keempat jari tangan, maka kawat mendapatkan gaya sebesar F searah ibu jari.

22. Besarnya gaya F yang dibangkitkan: F = B · I · L · z Newton.

23. Konstruksi motor DC terdiri dari dua bagian, yaitu stator bagian motor yang diam danrotor bagian motor yang berputar.

24. Percobaan untuk mengecek apakah belitan jangkar berfungsi dengan baik, tidak adayang putus atau hubungsingkat, hubungkan komutator dengan sumber DC, tempatkankompas di sekeliling jangkar. Jika jarum kompas menunjuk ke arah jangkar belitanjangkarnya bagus. Jika kompas tidak bereaksi apapun, dipastikan belitan jangkarnyaputus.

25. Untuk menghambat arus starting yang besar, dipasang tahanan seri pada rangkaianbelitan jangkar.

26. Persamaan putaran motor berlaku rumus n H Ui /FE, sehingga jika tegangan sumber DCdiatur besarannya, maka putaran motor akan berbanding lurus dengan tegangan kerangkaian jangkar.

27. Pengaturan tegangan jangkar dari sumber listrik AC, menggunakan thyristor denganmengatur arus gatenya, maka tegangan ke jangkar dapat diatur dan putaran motor dapatdikendalikan.

28. Reaksi jangkar akan menyebabkan garis netral bergeser beberapa derajat dari posisiawal, untuk mengatasinya dipasangkan kutub bantu untuk meminimalkan akibat darireaksi jangkar.

186

29. Ada empat jenis motor DC berikut karakteristik putaran n terhadap perubahan momentorsi beban. a) Motor Seri, b) Motor penguat terpisah, c) Motor penguat Shunt, d) MotorKompound.

30. Motor Seri banyak dipakai pada beban awal yang berat dengan momen gaya yang tinggiputaran motor akan rendah, contoh motor stater mobil.

31 Motor penguat terpisah digunakan pada beban relatif konstan dan tidak berubah secaradrastis.

32 Belitan jangkar Motor DC berfungsi sebagai tempat terbentuknya ggl imbas.

33. Belitan jangkar ada dua jenis, yaitu belitan gelung dan belitan gelombanga. Jika kumparan menggelung kembali ke sisi kumparan berikutnya maka hubungan

itu disebut belitan gelung.b. Pada belitan gelombang kisar komutator Yc lebih besar bila dibandingkan dengan

Yc pada belitan gelung.34. Rugi-rugi daya yang terjadi pada sebuah motor arus searah dapat dibagi:

a. Rugi-rugi tembaga atau listrik.b. Rugi-rugi besi atau magnet.c. Rugi-rugi mekanis.

35. Rugi tembaga (Ia2 . Ra) akan diubah menjadi panas dalam kawat jangkar maupun kawatpenguat magnet.

36. Rugi besi dan magnet terjadi pada besi inti stator dan rotor, tumpukan pelat tipis daribahan ferro magnetis, tujuan dari pemilihan plat tipis untuk menekan rugi-rugi arus Eddy.

37. Rugi mekanis yang terjadi pada motor disebabkan oleh adanya gesekan dan hambatanangin.

38. Efisiensi adalah prosentase perbandingan daya keluar dan daya masuk yang terjadipada motor.

6.20 Soal-soal1. Jelaskan pengertian mesin DC dan berikan alasannya secara singkat.

2. Sebutkan perbedaan generator DC dan motor DC dari fungsinya.

3. Dapatkah mesin DC difungsikan sebagai generator? Apa syarat agar berfungsi sebagaigenerator DC? Jelaskan dengan gambar skematik.

4. Bila mesin DC difungsikan sebagai motor DC apa syarat yang harus dipenuhi? Jelaskandengan gambar skematik.

5. Peragakan dengan tangan anda, bagaimana prinsip pembangkitan ggl dalam semuagenerator. Jelaskan singkat dan benar.

6. Peragakan juga dengan tangan Anda, prinsip terjadinya torsi putar pada motor DC.Jelaskan singkat dan benar.

187

7. Apa fungsi komutator pada motor DC? Terangkan juga cara kerja sikat arang berikutkomutator pada mesin DC.

8. Gambarkan skematik pengawatan generator Shunt dan generator Kompound.

9. Jelaskan bagian kompounden-kompounden yang termasuk kelompok stator dan kelompokrotor pada motor DC, berikut fungsi masing-masing.

10. Terangkan dengan gambar skematik prinsip dasar terjadinya reaksi jangkar pada genera-tor DC.

11. Mengapa pemasangan kutub bantu dapat meminimumkan terjadinya reaksi jangkar?

12. Sebuah mesin DC terdiri atas belitan jangkar, belitan kutub bantu, dan belitan kutubkompensasi terhubung seri. Anda gambarkan skematik pengawatan berikut berikan notasiyang tepat pada masing-masing kompounden tersebut.

13. Mesin DC penguat kompound. terdiri dari penguat magnet seri notasi D1- D2, penguatmagnet Shunt E1-E2, belitan jangkar A1-A2. Gambarkan pengawatannya dengan benarberikut supply tegangan jala-jala. Gambarkan kapan motor berputar searah jarum jamdan kapan motor berputar berlawanan jarum jam.

14. Gambarkan skematik pemeriksaan belitan jangkar apakah putus atau masih berfungsibaik. Jelaskan prosedurnya dengan singkat.

15. Motor DC Shunt dipasang tahanan depan pengasutan dan tahanan pengatur eksitasi.Gambarkan skematik hubungannya dan jelaskan cara kerja pengasutan motor Shunttersebut.

16. Jelaskan terjadinya reaksi jangkar pada motor DC. Jelaskan akibat negatif terjadinyareaksi jangkar.

17. Pada terminal box memiliki enam terminal, terdiri rangkaian jangkar A1- A2, belitanShunt E1-E2 dan belitan seri D1-D2. Juga dilengkapi dengan tahanan pengasutan dantahanan pengatur eksitasi. Gambarkan hubungan pengawatan secara lengkap dan carakerja rangkaian tersebut.

18. Gambarkan prinsip belitan jangkar tipe gelung dengan jumlah alur 8 dan jumlah lamelkomutator 8.

19. Gambarkan prinsip belitan jangkar tipe gelombang dengan jumlah 8 alur dan jumlahlamel komutator 8.

188