B1.5 Mesin Listrik (Rev)

16
Mutaqin 55 MESIN LISTRIK MOTOR SEARAH A. Kompetensi 1. Guru dapat menjelaskan prinsip dasar mesin DC dengan baik 2. Guru dapat menjelaskan karakteristik mesin DC berdasarkan jenis kumparan bantu yang dipasang 3. Guru dapat menghitung pembebanan pada nmesin DC 4. Kompetensi 3 B. Indikator 1. Dapat mengidentifikasi komponen utama mesin DC 2. Dapat menggambarkan karakteristik mesin DC 3. Dpata membedakan jensi-jenis mesin DC berdasarkan kumparan penguatnya 4. Dapat menghitung rugi-rugi mesin DC 5. Dapat menjelaskan reaksi jangkar mesin DC 6. Dapat mernggambarkan rankaian kelistrikan berbagai sambungan penguat mesin DC C. Materi Mesin Listrik DC Mesin–mesin listrik DC sangat dikenal karena pemakaiannya yang beraneka ragam. Dengan melakukan berbagai penggabungan lilitan medan magnet yang dipasang secara terpisah maupun sendiri (shunt, seri dan kompon), dapat dirancang suatu mesin listrik yang menampilkan karakteristik volt-amper atau kecepatan momen yang bermacam-macam bagi penggunaan dinamik maupun yang konstan. Mesn DC sering digunakan pada pemakaian yang memerlukan rentang kecepatan yang lebar atau pengaturan yang cermat pada keluarannya. Mesin- Mesin listrik DC dapat dikelompokkan menjadi dua macam , yakni generator DC dan motor DC. 1. Generator DC Generator adalah suatu mesin (alat) yang berfungsi mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik, yang diperoleh melalui prinsip percobaan Farady, yang menyatakan bahwa suatu penghantar yang berada pada sejumlah garis-garis gaya magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar tersebut akan menghasilkan garis-garis gaya listrik (ggl) induksi.

Transcript of B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Page 1: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mutaqin

55

MESIN LISTRIK MOTOR SEARAH

A. Kompetensi 1. Guru dapat menjelaskan prinsip dasar mesin DC dengan baik

2. Guru dapat menjelaskan karakteristik mesin DC berdasarkan jenis kumparan bantu

yang dipasang

3. Guru dapat menghitung pembebanan pada nmesin DC

4. Kompetensi 3

B. Indikator 1. Dapat mengidentifikasi komponen utama mesin DC

2. Dapat menggambarkan karakteristik mesin DC

3. Dpata membedakan jensi-jenis mesin DC berdasarkan kumparan penguatnya

4. Dapat menghitung rugi-rugi mesin DC

5. Dapat menjelaskan reaksi jangkar mesin DC

6. Dapat mernggambarkan rankaian kelistrikan berbagai sambungan penguat mesin DC

C. Materi Mesin Listrik DC Mesin–mesin listrik DC sangat dikenal karena pemakaiannya yang beraneka

ragam. Dengan melakukan berbagai penggabungan lilitan medan magnet yang

dipasang secara terpisah maupun sendiri (shunt, seri dan kompon), dapat dirancang

suatu mesin listrik yang menampilkan karakteristik volt-amper atau kecepatan momen

yang bermacam-macam bagi penggunaan dinamik maupun yang konstan. Mesn DC

sering digunakan pada pemakaian yang memerlukan rentang kecepatan yang lebar

atau pengaturan yang cermat pada keluarannya. Mesin- Mesin listrik DC dapat

dikelompokkan menjadi dua macam , yakni generator DC dan motor DC.

1. Generator DC

Generator adalah suatu mesin (alat) yang berfungsi mengubah tenaga mekanik

menjadi tenaga listrik, yang diperoleh melalui prinsip percobaan Farady, yang

menyatakan bahwa suatu penghantar yang berada pada sejumlah garis-garis gaya

magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar tersebut akan menghasilkan

garis-garis gaya listrik (ggl) induksi.

Page 2: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mesin Listrik Motor Searah

56

a. Konstruksi Generataor DC 1) Rangka Stator, dibuat dari besi tuang. Rangka stator merupakan rumah dari

bagian-bagian lain dalam generator. Fungsi utamanya adalah sebagai tempat

untuk mengalirnya fluks magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet.

2) Inti kutub magnet , berfungsi sebagai tempat terjadinya fluks magnet. Untuk

generator dengan kapasitas kecil digunakan magnet permanen, dan untuk

generator kapasitas besar digunakan magnet buatan (elektromagnetik).

3) Rotor (jangkar, angker) , merupakan bagian yang berputar. Pada Genenrator

DC jangkar yang digunakanbiasanya berbentuk silinder yang pada bagian

permukaannya diberi alur-alur sebagai tempat kawat-kawat lilitan. Bahan yang

digunakan untuk pembuatan jangkar dari bahan ferromagnetic yang dibuat

berlapis-lapis.

4) Sikat-sikat, berfungsi sebagai penghubung aliran arus listrik dari lilitan jangkar

dengan beban. Bahan yang digunakan untuk pembuatan sikat-sikat dari arang.

5) Kawat Lilitan jangkar, adalah tempat terbentuknya ggl induksi. Dalam satu alur

terdiri atas beberapa kawat yang disebut dengan kumparan. Antara kumparan

satu dengan lainnya dihubungkan secara seri.

6) Komutator, digunakan sebagai penyearah (komutasi). Komutator pada prinsipnya

mempunyai bentuk yang sama dengan cincin yang dibelah menjadi dua yang

dipisahkan dengan bahan penyekat. Masing-masing komutator dihubungkan

dengan sisi kumparan tempat terjadinya ggl induksi.

b. Prinsip Kerja Generator DC

Generator adalah suatu alat yang mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga

listrik. Jika sebatang penghantar digerakkan di antara kutub-kutub magnit maka pada

penghantar tersebut akan terjadi suatu GGL (Gaya Gerak Listrik). Arah GGL pada

generator ditentukan dengan kaidah tangan kanan, yaitu: Bila tangan kanan

dipampangkan sedemikian rupa hingga garis-garis fluks magnetic jatuh pada telapak

tangan dan ibu jari menunjuk kea rah gerakan (penyebab) maka jari-jari yang lain akan

menunjukkan arah GEM dan dengan demikian arah dari arus induksi (akibat).

Gambar 1

Page 3: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mutaqin

57

Pada gambar 2 diperlihatkan sebuah lingkaran kawat a b c d diputar diantara dua

kutub magnit yang sisi a b dan c d akan memotong garis gaya sehingga dalam kawat

tersebut akan terjadi aliran induksi. Sesuai dengan kaidah tangan kanan maka garis gaya

yang arahnya dari kiri ke kanan akan sehingga memotong Q dari bawah ke atas jadi aliran

arus induksi akan mengalisr dari a ke b. Bagian c d memotong garis gaya dari atas ke

bawah sehingga arus induksi mengalis dari c ke d. Aliran arus induksi dalam kedua kawat

akan memperkuat. Apabila kumparan melakukan setengah perkisaran a b memotong garis

gaya dari atas ke bawah sehingga ggl yang ditimbulkan akan berlawanan arahnya.

Gambar 2

Sedangkan besarnya GGL selalu berubah-ubah. Tegangan yang berubah-ubah secara

periodic disebut tegangan bolak-balik dan arus yang mengalir disebut arus bolak-balik.

Gambar 3

Lama waktu untuk satu putaran disebut periode (T). Jumlah perubahan periode dalam satu

detik disebut frequency.

Untuk mendapatkan aliran dari kumparan yang berputar digunakan cincin tembaga. Pada

cincin ini ditempatkan sekat/brostel yang dapat dihubungkan dengan rangkaian luar

gambar 2. Agar menghasilkan tegangan searah dapat dicapai dengan mengganti kedua

gelang (gambar 2) dengan dua bentuk belahan. Dengan demikian, arah tegangan akan

ditukar pada saat kumparan melewati posisi mendatarnya, yaitu pada saat tegangan

induksi sedang nol. Bila pemakaian listrik dihubungkan pada sekat-sekat arus searah akan

mengalir pada rangkaian luar, akan tetapi arus bolak-balik tetap mengalir dalam lingkaran

kumparan. Pembalik arus seperti itu dinamakan komutator. Dalam bentuk yang sederhana

Page 4: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mesin Listrik Motor Searah

58

komutator terdiri dari sebuah gelang yang terpotong yang kedua belahan tersekat satu

sama lainnya yang masing-masing dihubungkan dengan ujung-ujung kumparan.

c. Jenis-Jenis Generator DC Generator DC dikelompokkan dalam berbagai macam jenisnya yang dibedakan oleh

rangkaian penguat magnet yang digunakan. Ditinjau dari sumber arus pengaut magnet, dapat

dibedakan menjadi dua macam, yakni (a) generator penguat terpisah, dan (b) generator penguat

sendiri.

1) Generator Penguat Terpisah Yakni sumber arus penguat magnet diperoleh dari sumber listrik lain (di luar). Rangkaian

ekuivalen Generator dengan penguatan terpisah diperlihatkan sebagai berikut :

Berdasarkan rangkaian ekuivalen generator terpisah, diperoleh persamaan listrik sebagi

berikut :

Im = Em/Rm … ………… …………………………………………. (1)

Ia = IL … ………………………………………………………… (2)

Ea = V + (Ia.Ra) + Δ e …………………………………………… (3)

Em Rm Ea R

Ia

V

Page 5: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mutaqin

59

2) Generator Penguat Sendiri Yakni arus penguat magnet diambilkan dari keluaran generator itu sendiri, sehingga

besar arus penguat magnet akan dipengaruhi oleh nilai arus dan tegangan generator.

Berdasarkan jenis sambungan lilitan penguat magnet dengan lilitan jangkar, generator penguat

sendiri dibagi menjadi 3 jenis, yaitu (a) generator penguat shunt, (b) generator penguat seri,

dan (c) generator kompon (canpuran).

1) Generator penguat shunt

Pada generator ini, penguat magnet diparalel dengan llilitan jangkar. Berdasarkan gambar

rangkaian ekuivalen generator shunt, diperoleh persamaan-persamaan sebagai berikut :

• Persamaan Arus : Ia = IL + ISh ……………………….. (4)

• Persmaan Tegangan Ea = V + Ia.Ra + Δ e ……………. (5)

2) Generator penguat seri

Pada generator ini, penguat magnet diseri dengan llilitan jangkar. Berdasarkan gambar

rangkaian ekuivalen generator seri , diperoleh persamaan-persamaan sebagai berikut :

o Persamaan Arus : Ia = Is = IL …………………….... (6)

o Persmaan Tegangan Ea = V + Ia.Ra + Ia.Rs +Δ e …… (7)

3) Generator penguat kompon

Pada generator ini, mempunyai dua macam lilitan penguat magnet, yakni penguat shunt

dan penguat seri dengan llilitan jangkar. Ditinjau dari cara penyambungannya generator

kompon ini dibedakan menjadi dua macam, yakni (1) generator kompon shunt panjang dan

(2) generator kompon shunt pendek.

Berdasarkan gambar rangkaian ekuivalen generator kompon tersebut diperoleh

persamaan-persamaan sebagai berikut :

(a) Generator shunt panjang :

• Persamaan Arus : Ia = Is ….. ……………………….. (6)

• Persmaan Tegangan Ea = V + Ia.Ra + Ia.Rs +Δ e ……. (7)

V = Ish. Rsh ……… … …………… (8)

(b) Generator shunt pendek : :

• Persamaan Arus : Ia = Ish + Is ….. …………………. (9)

Ish = Vsh/Rsh …………………….. (10)

• Persmaan Tegangan Ea = V + Ia.Ra + Ia.Rs +Δ e …… (11)

Vsh = V + Is.Rs … … ………….. (12)

Page 6: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mesin Listrik Motor Searah

60

Kecuali persamaan-persamaan tersebut telah diutarakan di atas, ada persamaan daya dan

efisiensi generator akibar adanya rugi gesek (Pb) dan rugu-rugi tembaga (Pcu) sebagai berikut :

• Daya pada jangkar : Pa = Ea . Ia ……… …………... (13)

• Daya luar : P = V. IL ……… ……………… (14)

• Rugi daya temabaga Pcu = I2.R ………………………. (15)

• Efisienasi listrik: ηL = Pa / Pm …………………… (16)

• Efisienasi bruto: ηL = PL/ Pa ………………………. (17)

• Efisienasi generator : ηG = PL / Pm ……………………. (18)

Blok aliran daya pada generator DC adalah sebagai berikut :

PL

Pm Pa

Pb Pcu

2. Motor DC Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque

yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.

Cara menghubungkan maupun bentuk motor listrik DC sama dengan generator DC.

Motor listrik adalah alat/mesin yang dapat merubah daya listrik menjadi daya mekanik. Apabila

pada penghantar yang dialiri listrik dan terletak di antara dua buah kutub magnit (kutub utara

Page 7: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mutaqin

61

dan selatan). Maka pada penghantar tersebut akan terjadi gaya yang menggerakkan

penghantar tersebut. Arah gerakan penghantar berdsarkan kaidah tangan kiri yang berbunyi

sebagai berikut.

Bila tangan kiri diarahkan sdemikian rupa, hingga garis-garis medan dari medan magnet

luar jatuh tegak lurus di atas telapak tangan dan jari-jari menunjuk ke arah gerakan (akibat).

Dari perbandingan arah dapat ditemukan arah perputaran rotor dalam motor listrik.

Gambar 5

Gambar 6

Suatu kumparan yang terletak dalam medan magnet seperti pada gambar 6 yang arah

arus dari kedua sisinya berlawanan sehingga arah gerak terhadap putarannya pun berbeda

yang selanjutnya akan menghasilkan gaya gerak putar/kopel. Makin besar arusnya makin

besar kopelnya, juga jika gaya magnetnya makin kuat maka kopelnya makin berat.

Kesimpulannya kopel akan tergantung dari arus dan gaya magnetnya.

Kalau dalam gambar kumparan yang terletak di antara kutub magnet sedang berputar

maka pada kumparan tersebut akan timbul suatu tegangan yang berlawanan arah dengan

tegangan dari luar yang disebut Gaya Gerak Listrik (GGL) lawan. Besar kecilnya GGL lawan

tergantung dari tahanan jangkar/angker. Agar arus dapa mengalir degan besar maka tahanan

jangkar/angker dibuat sekecil mungkin. Sebab arus yang mengalir pada angker akan dirubah

menjadi gaya putar. Kalau angker sudah berputar dalam angker akan terjadi GGL lawan. GGL

lawan yang mula-mulanya kecil akan mengurangi pengaruh tegangan dari luar sehingga arus

akan berkurang jika angker mulai berkurang. Jika putaran samapai pada maksimum berarti

GGL lawan cukup besar sehingga arus angker sudah sangat berkurang. Sedangkan pada saat

itu kopel mencapai keseimbangan dengan beban yang diputarkan.

Besarnya ggl lawan (Ea) sepertihalnya pada generator DC, yakni :

Page 8: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mesin Listrik Motor Searah

62

Ea = (P/A). (n/60) . Z . Ǿ volt. …………………………………………. (19)

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya.

Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya

dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga

sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan

perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut

dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko

percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.

a. Konstruksi Motor DC Konstruksi Motor dan Generator DC adalah sama, yang berbeda hanya fungsinya saja.

Pada dasarnya konstruksi sebuah motor DC terdiri dari 3 bagian yaitu Stator, bagian

Rotor, dan bagian lain yang diperlukan untuk mengambil/mengeluarkan arus.

a) Stator

Stator adalah bagian yang tinggal tetap (tidak bergerak) yang terdiri dari rumah dengan

kutub magnet yang dibuat dari pelat-pelat yang dipejalkan dengan gulungan penguat

magnet berikut tutup rumah.

b) Rotor

Bagian rotor adalah bagian yang begerak yang terdiri dari silinder yang dibuat dengan

pelat-pelat yang dipejalkan yang diberi saluran sebagai tempat kumparan yang biasa

disebut angker/jangkar. Pada angker terpasang kolektor/komutator yang terdiri dari

sigmen-sigmen yang berhubungan dengan gulungan angker.

Page 9: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mutaqin

63

c) Bagian Lain-lain

Yang dimaksud bagian lain-lain adalah bagian yang diperlukan untuk

mengambil/mengeluarkan arus dari yang bergerak yang disebut brostel/sikat.

b. Jenis /Tipe-tipe Motor DC Berdasarkan arus penguat magnetnya, motor DC dapat dibedakan menjadi 2, yaitu :

1. Motor DC sumber daya terpisah / Separately Excited Dalam hal ini arus penguat magnet diperoleh dari sumber DC diluar motor

Secara prinsip, rangkaian ekuivalen motor Dc identik dengan generator DC , baik

untuk penguatan terpisah maupun penguatan sendiri.

Adapun persamaan arus dan tegangan berdasarkan rangkaian ekuivalen diperoleh

sebagai berikut :

Im = E/Rm … ………… …………………………………………. (20)

Ia = I … ………………………………………………………… (21)

V = Ea + (Ia.Ra) + Δ e …………………………………………… (22)

2. Motor DC sumber daya sendiri / Self Excited Bila arus penguat magnet berasal dari motor itu sendiri. Berdasarkan hubungan

gulungan penguat magnetnya terhadap gulungan angker motor DC dengan penguat

sendiri dapat dibedakan menjadi 3, yaitu:

a) Motor Deret/Seri Motor seri adalah motor yang gulungan magnetnya dihubungkan seri dengan gulungan

angkernya. Jadi pada motor deret arus angkernya sepenuhnya melalui gulungan

magnetnya, sehingga kumparannya terbuat dari kawat yang tebal dengan jumlah

gulungan yang sedikit.

Page 10: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mesin Listrik Motor Searah

64

Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation, 1997; L.M.

Photonics Ltd, 2002):

• Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM

• Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan

mempercepat tanpa terkendali.

Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal

yang tinggi, seperti derek dll.

Pada motor ini, penguat magnet diseri dengan llilitan jangkar. Berdasarkan gambar

rangkaian ekuivalen motor seri , diperoleh persamaan-persamaan sebagai berikut :

• Persamaan Arus : I = Ia = Is ……………………….. (23)

• Persmaan Tegangan V = Ea + Ia.Ra + Is.Rs +Δ e …… (24)

Page 11: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mutaqin

65

b) Motor Shunt Motor shunt adalah motor yang gulungan magnetnya langsung dihubungkan dengan

jala-jala, demikian juga gulungan angkernya. Ini berarti gulungan angker dan gulungan

magnetnya dihubungkan jajar.

Berikut tentang kecepatan motor shunt (E.T.E., 1997):

• Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque

tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar) dan oleh karena itu cocok

untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan

mesin.

• Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan

seri dengan dynamo/angker (kecepatan berkurang) atau dengan memasang

tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).

• Persamaan Arus : I = Ia + ISh ………………….. (25)

Ish = V / Rsh …………………. (26)

• Persmaan Tegangan V = Ea + Ia.Ra + Δ e ………. (27)

V = Ish . Rsh ………………... (28)

Page 12: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mesin Listrik Motor Searah

66

c) Motor Kompon

Motor Kompon adalah motor yang gulungan magnetnya terdiri dari gulungan shunt dan

gulungan seri. Motor kompon dapat dibedakan menjadi dua, yaitu: Kompon pendek

dan Kompon panjang.

(1) Motor Kompon Pendek Motor kompon dengan shunt pendek, apabila gulungan shuntnya

dihubungkan sejajar/parallel dengan gulungan angker maka motor ini disebut

motor kompon dengan shunt pendek atau motor kompon pendek.

Berdasarkan gambar rangkaian ekuivalen motor kompon pendek tersebut

diperoleh persamaan- sebagai berikut :

• Persamaan Arus : I = Is = Ish + Ia ….. …………………. (29)

Ish = Vsh/Rsh …………………….. (30)

• Persmaan Tegangan V = Ea + Ia.Ra + Is.Rs +Δ e …… (31)

Vsh = V - Is.Rs … … ………….. (32)

(2) Motor Kompon Panjang Motor kompon dengan shunt panjang, apabila gulungan angker dan gulungan

deret dihubungkan berderet, sedangkan gulungan shuntnya dihubungkan sejajar

dengan gulungan angker dan gulungan deret seperti pada gambar, maka motor ini

disebut motor kompon dengan shunt panjang, atau motor kompon panjang.

Page 13: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mutaqin

67

Berdasarkan gambar rangkaian ekuivalen motor kompon tersebut diperoleh

persamaan-persamaan sebagai berikut :

• Persamaan Arus : Ia = Is ….. ……………………….. (33)

I = Is + Ish ……………………….. (34)

Ish = V / Rsh …………………….. (35)

• Persmaan Tegangan V = Ea + Ia.Ra + Is.Rs +Δ e ……. (36)

Vsh = V ….……… … …………… (37)

3. Torsi Motor Untuk mengetahui besarnya torsi yang dihasilkan oleh motor listrik arus searah

dapat dilakukan analisis sebagai berikut :

F Nm

Berdasarkan gambar di atas, diperoleh persamaan :

Torsi T = F x R Nm ……………………………………….. (38)

Usaha = gaya x jarak

Jika jarak yang ditempuh merupakan suatu bentuk lingkaran, maka diperoleh :

Usaha = F x 2 πR Joule. ……………………………… (39)

Jika motor berputar n putaran dalam satu detik, diperoleh :

Usaha/detik = F x 2 π R . n Joule/det ………………… (40)

= F x R (2 π n) Joule/det

= T x ω Joule/det

Daya = T x ω watt ……………………………… (41)

R meter

n rpm

Page 14: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mesin Listrik Motor Searah

68

Untuk n = jumlah putaran per menit, maka ω = (2 π n)/60, maka dapat dituliskan bahwa :

T = P/(2 π n)/60) Nm ……………………………………………… (42)

Atau

T = 0,159 . (1/9,81) . (P/(n/60)) Kgm …………………………………… (43)

Berdasarkan persamaan di atas, diperoleh :

Ta = Pa / (2 π n/60) Nm …………………………………………….. (44)

Ta = Ea x Ia / (2 π n/60) Nm

Ta =( (P/A).(n/60) . Z. Ǿ . Ia) / (2 π n/60) Nm

Ta = c2 Ǿ . Ia dimana c2 = (Z/2 π) . (P/A) ………………………… (45)

Kecuali persamaan-persamaan tersebut telah diutarakan di atas, ada persamaan daya dan

efisiensi motor akibat adanya rugi gesek (Pb) dan rugu-rugi tembaga (Pcu) sebagai berikut :

• Daya pada jangkar : Pa = Ea . Ia ……… …………... (35)

• Daya luar : P = V. IL ……… ……………… (36)

• Rugi daya tembaga Pcu = I2.R ………………………. ………. (37)

Blok aliran daya pada motor DC adalah sebagai berikut :

Pm

P Pa

Pcu Pb

• Efisienasi listrik: ηL = Pa / P …………………… (46)

• Efisienasi mekanik ηMK = PM / Pa ………………………. (47)

• Efisienasi motor : ηM = PM / P ……………………. (48)

Page 15: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mutaqin

69

D. Latihan 1. Sebuah generator dengan penguat terpisah mempunyai parameter sebegai berikut :

tegangan jepit 234 volt, , tahanan lilitan jangkar 1 ohm dan tahanan beban 117 ohm.

Maka hitunglah arus jangkar dan ggl induksi Ea, jika kerugian pada sikat diabaikan

2. Sebuah genertor Dc penguat shunt mempunyai data sebagai berikut : tegangan jepit

240 volt, tahanan lilitan shunt = 240 ohm, tahanan lilitan jangkar 1 ohm dan tahanan

beban 10 ohm. Maka hitunglah arus jangkar dan ggl induksi jika kerugian pada sikat

diabaikan.

3. Sebuah genertor Dc penguat kompon panjang mempunyai data sebagai berikut :

tegangan jepit 240 volt, tahanan lilitan shunt = 240 ohm, tahanan lilitan seri = 0,24,

tahanan lilitan jangkar 1 ohm dan tahanan beban 10 ohm. Maka hitunglah

a. arus jangkar

b. ggl induksi Ea, jika kerugian tegangan pada sikat diabaikan.

4. Sebuah genertor Dc penguat kompon pendek mempunyai data sebagai berikut :

tegangan jepit 240 volt, tahanan lilitan shunt = 240 ohm, tahanan lilitan seri = 0,24,

tahanan lilitan jangkar 1 ohm dan tahanan beban 10 ohm. Maka hitunglah :

a. arus jangkar

b. ggl induksi Ea, jika kerugian tegangan pada sikat diabaikan.

5. Sebuah genertor Dc penguat shunt mempunyai data sebagai berikut : tegangan jepit

240 volt, tahanan lilitan shunt = 240 ohm, tahanan lilitan jangkar 1 ohm dan tahanan

beban 10 ohm, kerugian pada sikat diabaikan. Daya pada beban penuh 5 Kwatt, dan

rugi besi dan gesek = 476 watt. Maka hitunglah efisiensi listrik, efisien bruto dan

efisiensi generator.

6. Sebuah mesin arus searah kompon pendek dihubungkan pada tegangan 400 volt,

bekerja sebagai motor dan menarik arus dari sumber 40 amp. Mesin tersebut

mempunyai parameter Ra= 0,21 ohm, Rs = 0,3 ohm dan Rsh = 194 ohm. Hitunglah :

a. arus pengaut magnet shunt, Arus jangkar, Ggl lawan Ea, dan torsi pada jangkar jika

motor berputar dengan kecepatan 20 put/det.

7. Sebuah motor shunt kutub 200 volt, menarik arus dari sumber 4 amp. Pada beban

kosong, dan berputar dengan kecepatan 700 rpm. Mesin tersebut mempunyai

parameter Ra= 0,6 ohm, dan Rsh = 100 ohm. Jika motor dibebani hingga daya

masukkan motor 8 Kwatt, hitunglah : Efisiensi motor, kecepatan motor dan torsi motor

8. Sebuah motor shunt 500 rpm, 200 volt mempunyai Ra = 0,5 ohm, Rsh = 200 ohm dan

menarik arus dari sumber 31 amp. Berapakah harga Rv yang harus dipasang seri

dengan Ra agar diperoleh putaran motor 300 rpm pada arus yang sama.

Page 16: B1.5 Mesin Listrik (Rev)

Mesin Listrik Motor Searah

70

E. Rangkuman Secara garis besar mesin DC dapat dikelompokkan menjadi dua macam, yakni generator

DC dan Motor DC. Genererator sebagai mesin yang mengubah tenaga mekanik menjadi

tenaga listrik , sedangkan motor listrik adalah sebaliknya, yakni suatu mesin yang

mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik (putaran). Secara konstruksi dan

rangkaian kelistrikan akan kedua mesin DC ini memiliki kesamaan. Dilihat dari sambungan

penguatan medan magnet, dapat dibedakan menjadi dua, yakni penguatan terpisah dan

penguatan sendiri. Pada penguatan sendiri terdiri atas penguatan shunt, seri dan

campuran (kompon).

F. Daftar Pustaka

A.E. Fitzgerald, dkk (1997). Mesin-mesin listrik (terjamahan oleh joko Achyanto).

Surabaya: Erlangga.

Sumanto. (1992). Mesin Sinkron. Yogyakarta: Andi Offset

Sunyoto. (1993). Mesin Listrik DC. Yogyakarta: P2T FPTK IKIP Yogyakarta.

………….(Rodwell International Corporation, 1997; L.M. Photonics Ltd, 2002)

……………(E.T.E., 1997):